Расчет гидротранспорта хвостов

Лекция 5.

Гидравлический расчет пульпопроводов сводится к определению диаметра пульпопровода при напорном движении, ширины и глубины живого сечения потока пульпы при безнапорном движении, а также гидравлических сопротивлений.

Оптимальным гидравлическим условиям транспортирования хвостов по напорным пульпопроводам отвечает режим гидротранспортирования пульпы при критических скоростях движения. В особо ответственных случаях оптимальные условия работы системы гидротранспортирования должны выбираться на основании подбора соответствующего аналога или проведения специальных лабораторных исследований движения пульпы с заданным составом твердых отходов.

Критическая скорость движения потока пульпы называется такая средняя скорость, при которой начинается выпадение частиц (заиливание пульповода).

Различают три режима гидротранспорта:

1. Режим скоростей больше критической – все твердые частицы транспортируются во взвешенном состоянии;

2. Режим скоростей близких к критической- основная часть твердого материала взвешена. На дне потока может образовываться периодически размываемый слой осадка небольшой толщины;

3. Режим скоростей меньше критической- на дне потока находится слой заиливания.

Практически транспортирования хвостов возможно во всех трех режимах.

Критическая скорость:

Где - критическая скорость, м/с;

D – диаметр трубопровода, м;

- диаметр трубопровода, соответствующей критической скорости при расходе , м;

- гидравлическая крупность (постоянная скорость свободного падения зерна в воде, определяется по таблицам, или в гравитационном обогащении: конечная скорость падения) определенная для средневзвешенного диаметра с учетом плотности, м/с.

Средневзвешенный диаметр:

Где - среднеарифметический размер класса крупности, мм

- выход класса, %

- плотность пульпы, тс/

- плотность воды, тс/

коэффициенты разнородности твердых частиц и определяются по характеристике крупности как диаметры, соответствующие выходу по минусу 10% и 90% материала;

- расход пульпы,

Гидравлический уклон при скоростях, близких к критической или выше определяют:

Где - гидравлический уклон для смеси (потери напора на единицу длины, м вод. ст/м);

- гидравлический уклон для воды (потери напора на ед. длины м вод.ст/м)

Гидравлический уклон при подаче воды находится по таблицам.

Пример. Рассчитать пульповод для подачи хвостов с ОФ на хвостохранилище.

Исходные данные:

1. Производительность фабрики по руде

2. Выход хвостов =95% от руды

3. Удельный вес хвостов

4. Разжижение Ж:Т по весу R=3,7

5. Гранулометрический состав хвостов:

Крупность класса, мм	Выход класса, %
+0,4	13,2
-0,4+0,22	8,2
-0,22+0,15	8,6
-0,15+0,09	8,65
-0,09+0,074	5,75
-0,074	55,60
	100

Характеристика крупности хвостов:

6. Отметка оси землесоса в насосной станции на ОФ =340 м;

Отметка хвостохранилища , геометрический напор =335-340=-5 м.

7. Длина пульповода L=3500 м.

Решение:

1. Определяем секундный расход пульпы: суточный вес хвостов

Суточный объем воды в хвостах:

Суточный объем пульпы:

Секундный объем пульпы:

2. Определяем удельный вес пульпы:

3. Определяем средневзвешенный диаметр хвостов:

4. Гидравлическая крупность хвостов при t=20 по средневзвешенному диаметру по таблице:

Или по формуле для переходного режима осаждения:

Где - критерий, определяющий форму частиц, принимаем 0,8 (форма частиц четко не определена)

5. Коэффициент разнородности и определяем по графику:

6. Определяем :

=0,802 м

7. Выбираем стальные трубы по сортаменту диаметром 820 м и со стенкой толщиной 8 мм, с внутренним диаметром 804 мм и условным проходом 800 мм. Действительная скорость пульпы:

8. Критическая скорость:

9. По таблицам Шевелева (для расчета водопроводных труб) определяем гидравлический уклон для воды при скорости и диаметре трубопровода 0,8 м. Из таблицы A =0,005514:

10. Определяем гидравлический уклон при транспортировании пульпы:

11. Потери напора на прямых участках пульповода:

12. Потери напора пульповода с учетом местных сопротивлений (местные сопротивления составляют 10% сопротивления на прямых участках):

13. Манометрический напор (15%-ный коэффициент запаса):

По подаче, равной 1,35 (4860 и напору выбираем насос 20Гру-8. Приведенные данные относятся к работе насосов на воде. При работе на пульпе напор и к.п.д. снижаются, мощность возрастает. Ниже приведены коэффициенты напора, мощности и к.п.д. для пересчета характеристик насосов на пульпу. Плотность перекачиваемой пульпы 1,16, следовательно, для пересчета должны быть приняты следующие коэффициенты: для напора , для к.п.д. , для мощности По таблице выбираем насос с подачей 5400 , обеспечивающий напор на пульпе устанавливаем 3 насоса: 1 в работе, 2 в резерве.