Підвищення ефективності переміщення вантажів трубопровідним транспортом засобами струминної арматури - Автореферат

Завдяки своїй високій продуктивності, безперервності процесу переміщення вантажів та іншим позитивним якостям, трубопровідний транспорт набув широкого розповсюдження у вугільній, металургійній, будівельній, хімічній промисловостях, сільському господарстві та ін. Несприятливі умови експлуатації трубопровідної арматури промислового транспорту і як наслідок її низька надійність визначили новий напрямок у вирішенні науково-технічної проблеми підвищення ефективності промислового трубопровідного транспорту, за рахунок створення принципово нового типу арматури на основі струминної техніки.. Поставлена мета передбачає рішення таких основних задач дослідження: Розробити концепцію і визначити структуру трубопровідної струминної арматури на основі системного аналізу науково-технічних проблем сучасного промислового транспорту. Установити закономірності й особливості функціонування струминної арматури і оцінити ефективність роботи систем промислового трубопровідного транспорту з її використанням. дістали подальшого розвитку та поглиблення теоретичні дослідження робочих процесів у вихрових регулюючих органах (ВРО), що дозволило з урахуванням геометричних, режимних факторів та параметрів тертя, які найбільш істотно впливають на точність розрахунків течії у вихрових регулюючих органах, їх характеристик та параметрів управління, сформулювати коректні межові умови і скласти на цій основі більш досконалі математичні моделі;Крім того, зростання складності і розмаїтості задач управління переміщенням вантажів у трубопровідному промисловому транспорті, з якими не справляються механічні виконавчі пристрої, приводить до необхідності розробки арматури принципово нового типу. Як показує аналіз, усі функції, які виконуються трубопровідною арматурою в промисловому транспорті, при її прямому або непрямому впливі на вантажі, що переміщуються, можна звести тільки до двох - зміни кількості робочого середовища і зміні напрямку його течії. В другому розділі дисертації наведені результати теоретичних досліджень обертових потоків у коротких вихрових камерах, що склали основу гідродинамічного розрахунку вихрових регулюючих органів струминної трубопровідної арматури промислового транспорту. Разом із рівнянням нерозривності для нестисливої рідини, що відповідають межовими і початковими умовами, вони складають узагальнену математичну модель течії у вихровому регулюючому органі: У систему входять осереднені за часом t, швидкість-, тензор напруг за осередненою швидкістю - і тензор осередненого добутку пульсаційної складової-, гідродинамічний тиск-, тензор відносних швидкостей деформацій-, питома маса-, динамічна вязкість-; - тензорна одиниця. Дослідження показують, що тиск у вихідному отворі вихрової камери досягає значення тиску середовища, у яке здійснюється витікання на радіусі, що менше радіуса вихідного отвору.Використання струминної арматури дозволяє збільшити обсяг вантажів, що переміщуються, скоротити їхні втрати при транспортуванні, підвищити продуктивність праці і якість продукції, знизити її собівартість, поліпшити умови роботи. Розроблено математичні моделі різних рівнів для течій у коротких вихрових камерах, за допомогою яких установлені: асимптотичні значення тиску управління, необхідного для закриття ВРО, максимально досяжний вакуум на осі вихрової камери; співвідношення між геометричними розмірами, що забезпечують близькі до мінімального значення параметрів запирання; поля швидкостей і тисків у проточній частині ВРО; вплив особливостей геометрії проточної частини на характеристики ВРО. Розроблено оригінальну експериментальну установку і методику дослідження параметрів тертя обертової рідини об поверхні стінок вихрової камери, на якій отримані експериментальні дані, які дозволили установити що: втрати на гідравлічне тертя об стінки вихрової камери є основними; момент тертя рідини об бокову поверхню вихрової камери перевищує момент тертя об кожну з торцевих на 30%, при цьому 80 % моменту тертя об торцеву стінку зосереджено на зовнішній половині диску; коефіцієнт моменту опору тертя для кожної зі стінок вихрової камери, розрахований за швидкістю в соплі управління, має автомодельність за числом Рейнольдса і залежить тільки від геометричних параметрів вихрової камери; головною причиною погрішностей у гідродинамічних розрахунках ВРО, при використанні інтегральних підходів, є те що дотичні напруження і коефіцієнт місцевого опору тертя, розраховані за теорією гладкої плоскої пластини, мають різні значення і закономірності зміни уздовж радіусу вихрової камери, у порівнянні з отриманими дослідними даними. Розроблено інженерні математичні моделі, методики синтезу і розрахунку вихрових регулюючих органів, одномембранних виконавчих механізмів, пристроїв управління і струминної арматури в цілому, з характеристиками близькими до оптимальних. Розроблено принципи побудови систем трубопровідного промислового транспорту на базі струминної арматури, які дозволяють алгоритмізувати процес від прийняття рішення про доцільність застосування арматури до мет

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ