Реферат за темою випускної
роботи
Вступ
1. Актуальність роботи
2. Мета і завдання роботи
3. Огляд теоретичних робіт
4. Розрахунок ерліфтної установки
4.1. Визначення витратних характеритсик ерліфта
4.2. Розрахунок витратної характеристики ерліфта
4.3. Вплив діаметру подаючої труби на енерговитрати при роботі ерліфта
Висновки
Перелік використаної літератури
1. Актуальність роботи
2. Мета і завдання роботи
3. Огляд теоретичних робіт
4. Розрахунок ерліфтної установки
4.1. Визначення витратних характеритсик ерліфта
4.2. Розрахунок витратної характеристики ерліфта
4.3. Вплив діаметру подаючої труби на енерговитрати при роботі ерліфта
Висновки
Перелік використаної літератури
В Україні налічується 47,3
тис. промислових підприємств, з них 37,6 тис. малих. На підприємствах
працює 18,8% всього зайнятого населення і проводиться продукції і
послуг для більш ніж 70 підгалузей промисловості.
Промислове виробництво України забезпечує більш за третину загального об'єму валового внутрішнього продукту, майже 50% товарів і послуг, а також 80% експортній продукції.
Промислові підприємства є основними системообразуючими елементами багатьох інших життєво важливих сфер держави: економічною - базис утворення вартості; бюджетною - джерела наповнення; територіальною - градозасновники; науковою і освітній - двигуни розвитку, споживачі і джерела знань; соціальною - місця реалізації людських можливостей і забезпечення засобами існування; податковою - джерела надходжень; у фінансовій - мультиплікатори грошей [1].
Вугільна промисловість Украины представлена головним чином підприємствами Донецького Львівсько-Волинського кам’яновугільних і Дніпровського буровугільного басейна. Основною базою кам'яного вугілля України як і раніше залишається Донбасс. Вугілля здобувають в Донецькій області.
Вугільна промисловість є одній з найбільш крупних галузей народного господарства України. Частка вугілля складає не менше 94-96% в загальному об'ємі споживаних власних енергоносіїв країни. Забезпечення необхідної і достатньої кількості вугілля, що здобувається, є гарантією енергетичної незалежності держави.
На сучасному етапі розвитку промисловості важливу роль займає гідротранспорт в гірничодобувній промисловості. Важливу роль в гідротранспорті займає ерліфтний гідропідйом.
Дуже важливим є поліпшення його параметрів і характеристик.
Промислове виробництво України забезпечує більш за третину загального об'єму валового внутрішнього продукту, майже 50% товарів і послуг, а також 80% експортній продукції.
Промислові підприємства є основними системообразуючими елементами багатьох інших життєво важливих сфер держави: економічною - базис утворення вартості; бюджетною - джерела наповнення; територіальною - градозасновники; науковою і освітній - двигуни розвитку, споживачі і джерела знань; соціальною - місця реалізації людських можливостей і забезпечення засобами існування; податковою - джерела надходжень; у фінансовій - мультиплікатори грошей [1].
Вугільна промисловість Украины представлена головним чином підприємствами Донецького Львівсько-Волинського кам’яновугільних і Дніпровського буровугільного басейна. Основною базою кам'яного вугілля України як і раніше залишається Донбасс. Вугілля здобувають в Донецькій області.
Вугільна промисловість є одній з найбільш крупних галузей народного господарства України. Частка вугілля складає не менше 94-96% в загальному об'ємі споживаних власних енергоносіїв країни. Забезпечення необхідної і достатньої кількості вугілля, що здобувається, є гарантією енергетичної незалежності держави.
На сучасному етапі розвитку промисловості важливу роль займає гідротранспорт в гірничодобувній промисловості. Важливу роль в гідротранспорті займає ерліфтний гідропідйом.
Дуже важливим є поліпшення його параметрів і характеристик.
Великий внесок до
дослідження ерліфтних установок внесли вчені: Ігнатов О. В.,
Козиряцький Л. Н., Кононенко А. П., Геєр В. Р., Алексєєв В. У., Алферов
М. Я., Антонов Я. Д., Логвінов Н. Р., Уськов Е. У., Зелінський В. М.,
Міхайлов В. І., Лезгинів Р. М., Малєєв В. Б.
Питаннями про роботу і пуск ерліфтної установки займалися такі
організації: Донецький національний технічний університет, Сумський
державний університет, Східноукраїнський національний університет імені
Владимира Даля, Московський гірський інститут.
Виконаний аналіз літератури показує, що для розрахунку ерліфтних установок існує безліч методик, тобто єдиної методики не существет, причому більшість з них не адаптовані для ЕОМ. У більшості методик розрахунку велика увага приділяється аналізу втрат, що впливають на роботу ерліфта. Розгляд впливу динамічного відносного занурення дозволить підвищити точність розрахунків. Важливим є обгрунтування раціональних параметрів ерліфта, а також можливість їх визначати за допомогою ЕОМ. Тому розробка методики і подальше її вдосконалення є актуальними.
Виконаний аналіз літератури показує, що для розрахунку ерліфтних установок існує безліч методик, тобто єдиної методики не существет, причому більшість з них не адаптовані для ЕОМ. У більшості методик розрахунку велика увага приділяється аналізу втрат, що впливають на роботу ерліфта. Розгляд впливу динамічного відносного занурення дозволить підвищити точність розрахунків. Важливим є обгрунтування раціональних параметрів ерліфта, а також можливість їх визначати за допомогою ЕОМ. Тому розробка методики і подальше її вдосконалення є актуальними.
Метою роботи є визначення
раціональних параметрів і розробка методики розрахунку ерліфтної
установки.
Для досягнення вказаної мети поставлені наступні завдання:
- аналіз літератури з даного питання;
- складання математичної моделі ерліфтної установки;
- побудова витратних характеристик ерліфта при постійній витраті стислого повітря;
- дослідження енерговитрат.
Для досягнення вказаної мети поставлені наступні завдання:
- аналіз літератури з даного питання;
- складання математичної моделі ерліфтної установки;
- побудова витратних характеристик ерліфта при постійній витраті стислого повітря;
- дослідження енерговитрат.
У джерелах показані основні
схеми ерліфтних установок, їх аналіз, приведені основні залежності,
надані основні параметри для розрахунку ерліфта [12, 27].
Приведені деякі існуючі пристрої ерліфтних установок, які застосовуються у вітчизняній промисловості. Освітлені питання теорії эрлифтов з розглядом залежностей їх продуктивності. Показана область застосування ерліфтних установок в промисловості. Приведений приклад розрахунку ерліфта при постійній витраті стислого повітря [27].
У джерелі викладені описи і аналіз конструкцій, применямых в гірській промисловості ерліфтних установок; викладені основи теорії розрахунку ерліфтних установок, приведені основні характеристики эрлифтов і області їх застосування для різних умов експлуатації; даны рекомендації по вибору оптимальних параметрів і розрахунку [22, 26].
Розглянуті схеми ерліфтного гидроподъема, які застосовуються у вітчизняній промисловості. Приведений опис найбільш поширених схем эрлифтов. Викладені результати досліджень по теорії і розрахунку ерліфтних установок. Освітлені питання проектування эрлифтов для різних умов експлуатації [22].
Приведена методика проектування ерліфтних установок: визначена послідовність проектування, вибір параметрів для проектування. Запропоновані описи, характеристики устаткування ерліфтних установок. Запропонований метод розрахунку ерліфта [23].
Розглянуті питання про застосування ерліфта на збагачувальних фабриках, запропоновані способи удосконалення конструкції ерліфта для застосування їх на збагачувальних фабриках. Запропонований розрахунок, рекомендації за розрахунком конструктивних вузлів ерліфта [5].
У книзі показані і проаналізовані дослідження по застосуванню ерліфта на шахтах великої глибини з метою підвищення ефективності відкачування і очищення зумпфов і інших ємкостей. Приведені експериментальні залежності, які відображають роботу ерліфта на великих глибинах, а також при роботі з твердим матеріалом [11].
У книзі описані дослідження ерліфта, запропонована методологія проектування і розрахунку ерліфта для очищення шахтних ємкостей [2, 3].
У роботі розглянуті питання моделювання робочого процесу ерліфта за допомогою ЕОМ, освітлені питання барботажного режиму ерліфта і запропонована математична модель процесу барботажу, проведені уточнені розрахунки параметрів, при цьому показані залежності витратних характеристик ерліфта [29].
Запропонована класифікація эрлифтов, використовуваних для транспортування рідин і гідросумішей в гірничодобувній промисловості [30].
Приведені деякі існуючі пристрої ерліфтних установок, які застосовуються у вітчизняній промисловості. Освітлені питання теорії эрлифтов з розглядом залежностей їх продуктивності. Показана область застосування ерліфтних установок в промисловості. Приведений приклад розрахунку ерліфта при постійній витраті стислого повітря [27].
У джерелі викладені описи і аналіз конструкцій, применямых в гірській промисловості ерліфтних установок; викладені основи теорії розрахунку ерліфтних установок, приведені основні характеристики эрлифтов і області їх застосування для різних умов експлуатації; даны рекомендації по вибору оптимальних параметрів і розрахунку [22, 26].
Розглянуті схеми ерліфтного гидроподъема, які застосовуються у вітчизняній промисловості. Приведений опис найбільш поширених схем эрлифтов. Викладені результати досліджень по теорії і розрахунку ерліфтних установок. Освітлені питання проектування эрлифтов для різних умов експлуатації [22].
Приведена методика проектування ерліфтних установок: визначена послідовність проектування, вибір параметрів для проектування. Запропоновані описи, характеристики устаткування ерліфтних установок. Запропонований метод розрахунку ерліфта [23].
Розглянуті питання про застосування ерліфта на збагачувальних фабриках, запропоновані способи удосконалення конструкції ерліфта для застосування їх на збагачувальних фабриках. Запропонований розрахунок, рекомендації за розрахунком конструктивних вузлів ерліфта [5].
У книзі показані і проаналізовані дослідження по застосуванню ерліфта на шахтах великої глибини з метою підвищення ефективності відкачування і очищення зумпфов і інших ємкостей. Приведені експериментальні залежності, які відображають роботу ерліфта на великих глибинах, а також при роботі з твердим матеріалом [11].
У книзі описані дослідження ерліфта, запропонована методологія проектування і розрахунку ерліфта для очищення шахтних ємкостей [2, 3].
У роботі розглянуті питання моделювання робочого процесу ерліфта за допомогою ЕОМ, освітлені питання барботажного режиму ерліфта і запропонована математична модель процесу барботажу, проведені уточнені розрахунки параметрів, при цьому показані залежності витратних характеристик ерліфта [29].
Запропонована класифікація эрлифтов, використовуваних для транспортування рідин і гідросумішей в гірничодобувній промисловості [30].
Із зростанням економіки
країни зростає потреба в ресурсах. Це пов'язано з тим, що із
збільшенням потужностей підприємств або введення нових підприємств в
дію потрібні енергетичні ресурси, такі як вугілля, що у свою чергу
пов'язане із збільшенням здобичі останнього.
Збільшення видобутку вугілля – базовий напрям розвитку енергетичного комплексу наший країни, оскільки запаси вугілля в Україні достатньо великі і їх доцільно розвивати. Для здобичі корисної копалини останніми роками більшість шахт йдуть на великі глибини, що спричиняє за собою проблему швидкого і якісного водовідливу. Важливе значення представляє проблема очищення шахтних ємкостей таких як зумпфов від твердого матеріалу. Такого роду рідина з пульпою можуть відкачати не всі насоси, тим більше з великої глибини.
Все це веде до значних капітальних витрат на покупку нового і дорогого устаткування, його обслуговування і ремонт. Найбільш дешевим і простим засобом для вирішення даних проблем є застосування ерліфтних установок.
Ерліфтні установки є одними з найпростіших по конструкції, прості в управлінні, можуть працювати на великих глибинах, працюють з твердим матеріалом. У зв'язку з цим можна сказати, що ерліфт гідно конкурує з іншими водовідливними установками. Схема ерліфта показана на рисунку 4.1.
Збільшення видобутку вугілля – базовий напрям розвитку енергетичного комплексу наший країни, оскільки запаси вугілля в Україні достатньо великі і їх доцільно розвивати. Для здобичі корисної копалини останніми роками більшість шахт йдуть на великі глибини, що спричиняє за собою проблему швидкого і якісного водовідливу. Важливе значення представляє проблема очищення шахтних ємкостей таких як зумпфов від твердого матеріалу. Такого роду рідина з пульпою можуть відкачати не всі насоси, тим більше з великої глибини.
Все це веде до значних капітальних витрат на покупку нового і дорогого устаткування, його обслуговування і ремонт. Найбільш дешевим і простим засобом для вирішення даних проблем є застосування ерліфтних установок.
Ерліфтні установки є одними з найпростіших по конструкції, прості в управлінні, можуть працювати на великих глибинах, працюють з твердим матеріалом. У зв'язку з цим можна сказати, що ерліфт гідно конкурує з іншими водовідливними установками. Схема ерліфта показана на рисунку 4.1.
1
– повітровіддільник; 2 – труба для підйому водоповітряної
суміші; 3 – повітропровід; 4 – змішувач.
Рис.
4.1.1 Схема ерліфта
(анімація: 7 кадрів; 15 повторів; 76,8 кб.)
(анімація: 7 кадрів; 15 повторів; 76,8 кб.)
Продуктивність ерліфта
визначається емпіричною залежністю:
, (4.1.1)
де С
и dn –
відповідно коефіцієнт подачі (продуктивності) і діаметр підйомної труби
ерліфтної установки.
Об'ємна продуктивність
ерліфта істотно зменшується із збільшенням щільності пульпи, що
транспортується, а масова продуктивність менше схильна до цих змін.
У зв'язку з цим при визначенні експлуатаційних параметрів ерліфта використовується залежність:
У зв'язку з цим при визначенні експлуатаційних параметрів ерліфта використовується залежність:
, (4.1.2)
де Gn –
масова продуктивність ерліфта, т/с.
- відносне занурення змішувача:
- відносне занурення змішувача:
, (4.1.3)
де h -
глибина занурення змішувача, м;
H - висота підйому рідини над її рівнем в ємкості, м.
H - висота підйому рідини над її рівнем в ємкості, м.
Надмірний тиск в змішувачі
ерліфта при робочому режимі визначається залежністю:
, (4.1.4)
де -
щільність пульпи в трубопроводі, що підводить, з урахуванням ковзання
твердих частинок щодо рідкої фази, кг/м3;
- гідравлічний ухил подаючої труби при русі в ній тільки рідини.
- гідравлічний ухил подаючої труби при русі в ній тільки рідини.
Швидкість відносного
ковзання твердих частинок:
, (4.1.5)
где -
швидкість обмеженого падіння одиночних фракцій в умовах однофазного
потоку, м/с.
, (4.1.6)
где -
коефіцієнт опору руху твердого тіла.
Після перетворень маємо:
. (4.1.7)
або
, (4.1.8)
З (4.1.8) відносне
занурення матиме вигляд:
. (4.1.9)
Підставивши (4.1.9) у
(4.1.4), отримаємо:
, (4.1.10)
де -
швидкість руху рідини, м/с;
де
де
.
Тоді вираз для визначення
тиску в змішувачі прийме вигляд:
. (4.1.11)
Враховуючи, що гідравлічний
ухил
визначається ,
, (4.1.12)
де .
Виконав перетворення маєемо:
, (4.1.13)
З (4.13) маємо:
, (4.1.14)
Вирішуючи рівняння (4.1.14)
можна обчислити Gn
для різних , чщо
дозволяє досліджувати вплив цих чинників на параметри ерліфта і
визначити їх оптимальні з економічної точки зору значення.
Витрата повітря, приведена до нормальних умов, визначається по залежності:
Витрата повітря, приведена до нормальних умов, визначається по залежності:
, (4.1.15)
де q –
питома витрата повітря.
, (4.1.16)
де -
динамічна висота підйому, м;
- ізотермічний ККД ерліфта;
- атмосферний тиск, Па.
- ізотермічний ККД ерліфта;
- атмосферний тиск, Па.
. (4.1.17)