Блюсс Б.А. , Лукьянов П.В. , Дзюба С.В. Динамика вихревых структур в напорных течениях гидросмесей при переработке минерального сырья
- Деталі
- Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
- Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-141
Geoteh. meh. 2018, 141, 86-98
https://doi.org/10.15407/geotm2018.141.086
ДИНАМИКА ВИХРЕВЫХ СТРУКТУР В НАПОРНЫХ ТЕЧЕНИЯХ ГИДРОСМЕСЕЙ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
¹Блюсс Б.А. , ²Лукьянов П.В. , ¹Дзюба С.В.
¹Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, ²Национальный авиационный университет МОН Украины
УДК 532.527:622.648.24:622.7
Язык: Украинский
Аннотация.
В статье приведены результаты анализа процесса течения гидросмеси при подаче исходной пульпы на обогатительное оборудование, а именно струйный зумпф схема которого представлена на рисунке. В основу предложенной математической модели течения в сгущающей воронке в общем случае при нестационарном режиме ее работы положены уравнения законов сохранения массы и импульса отдельно для несущей жидкости и для твердого компонента в предположении, что течение одномерное. При этом геометрические размеры сгущающей воронки считаются заданными, и отмечается, что если в пульпе содержатся достаточно тонкие классы твердого, то при любом значении диаметров частиц они не успевают разгрузиться в основной поток и идут в слив. При анализе режимов работы сгущающихо воронок в технологиях переработки минерального сырья обращаем внимание на то, что движение гидросмеси обычно происходит самотеком. При этом подача гидросмеси в сгущающую воронку происходит за счет насосов, то есть напорное течения пульпы. На основе соотношений, связывающих векторы полей скорости и завихренности, сформулированы общие кинематические условия динамики несжимаемой вязкой бездиффузионного течения гидросмесей. Предложено динамические условия компактности - балансы различных сил и физических механизмов. В целом модель компактной структуры течения соответствует тем решениям уравнений баланса определенных сил, которые согласуются с кинематическими условиями компактности. Предложено энергетический подход для обоснования компактности: мощность диссипации во всей области движения жидкости равна мощности генерации, что дает возможность определения размера области стационарного вихревого течения. Все вихревые структуры, распределения поля скорости в которых превращают диффузный оператор в ноль, имеют одинаковые свойства - момент пары вязких сил, приложенных к внутренней и внешней поверхностям элементарного жидкого кольцевого цилиндра, равны нулю, что обеспечивает стационарность движения. Гидродинамическая модель работы сгущающей воронки, что предложено в статье сводится к решению системы дифференциальных уравнений по глубине воронки с учетом результатов моделирования процессов динамики вихревых структур в напорных течениях гидросмесей при переработке минерального сырья позволяет обосновать рациональные значения технологических и геометрических параметров действующего на производстве технологического оборудования.
Ключевые слова: течение гидросмеси, нестационарный и стационарный режимы, динамика, энергетика, вихревое движение, переработка минерального сырья
Список литературы
1. Блюсс Б.А., Сокил А.М., Гоман О.Г. Проблемы гравитационного обогащения титан-цирконовых песков. Днепропетровск: Поліграфіст, 1999. 190 с.
2. Бэтчелор Дж. К. Введение в динамику жидкости. Москва: Мир, 1973, 760 с.
3. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Москва: Наука, 1987, 840 с.
4. Лукьянов П.В. Зависимость динамики субмезомасштабного компактного вихря от его внутренней структуры. Вісник Черкаського університету. Серія Прикладна математика. Інформатика. 2014, №18 (311). С. 32—45
5. Шлигтинг Г. Теория пограничного слоя. Москва: Наука, 1974, 712 с.
6. Lamb H. Hydrodynamics. Cambridge: Cambridge University Press, 1975, 738 p.
7. Лук’янов П.В. Одновимірні моделі компактних вихорів. Наукові вісті НТТУ КПІ. 2010, №4(72). С. 145—150.
8. Козлов В.Ф. Стационарные модели бароклинных компенсированных вихрей. Изв. РАН. ФАО. 1992, т. 28 №6. С. 615—624.
9. Рудяк В.Я., Савченко С.О. Моделирование неустойчивости закрученной затопленной струи, индуцирумой вихрестоком. Сибирский журнал индустриальной математики. 2002, Том V, №4(12). С. 139—149.
10. Колисниченко, А.В. К теории инверсного каскада энергии в спиральной турбулентности астрофизического немагнитного диска. Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2014, №70. 36 с. URLhttp://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2014--70
Об авторах
Блюсс Борис Олександрович, доктор технічних наук, професор, завідувач відділу геодинамічних систем та вібраційних технологій, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Лук’янов Павло Володимирович, кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, доцент кафедри гідрогазових систем, Національний авіаційний університет Міністерства освіти і науки України, Київ, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Дзюба Сергій Володимирович, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник відділу геодинамічних систем та вібраційних технологій, Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України (ІГТМ НАНУ), Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.