Вы здесь

Обгрунтування параметрiв процесу змиву продуктів збагачення з одночасним очищенням оборотної води

Автор: 
Шевченко Олександр Іванович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2003
Артикул:
3403U003660
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РАЗДЕЛ 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ТЕЧЕНИЯ ВОДЫ ТОНКИМ СЛОЕМ ПО ВОГНУТОЙ КОНУСООБРАЗНОЙ РИФЛЕНОЙ РАБОЧЕЙ
ПОВЕРХНОСТИ

2.1. Методика проведения испытаний и лабораторное оборудование

Поскольку эффективность смыва (промывки) продуктов обогащения и очистки воды зависят, главным образом, от скорости и толщины потока подаваемой жидкости, важно иметь возможность определения их значений в любом сечении рабочей поверхности и, особенно, на сходе с этой поверхности. С этой целью в лабораторных условиях были выполнены эксперименты.
Исследование гидродинамики течения воды тонким слоем производилось на лабораторном стенде (рис. 2.1), который состоит из бака 1, центробежного насоса 2, устройства 3 для подачи воды на распределитель, систем перемешивания твердых частиц 4 и регулирования расхода 5, манометра 6, трубопроводов 7. На баке смонтирована стойка 8, к которой крепится опора 9 и передвижные площадки 10 и 11. На площадке 10 крепилось устройство 3 для подачи воды, а площадка 11 служит для установки измерительной и фотоаппаратуры. Устройство для подачи воды имеет сменные насадки диаметром 7,10, 15, 20 и 27 мм. Система регулирования расхода позволяет изменять его в диапазоне от 0 до 18 м3/ч. Расход воды измерялся по времени заполнения контрольной емкости. Средняя скорость истечения воды из насадки рассчитывалась известному расходу и диаметру насадки.
На стенде устанавливались (см. фрагмент стенда для изучения гидродинамики течения воды тонким слоем на рис. 2.2) распределитель 1 с вогнутой конусообразной рифленой рабочей поверхностью, насадка 2, сборники воды 3 и выброшенных частиц 4. Измерение толщины тонкого слоя воды производилось электроконтактным методом [30, 88] с помощью измерителя 5, схема которого показана на рис. 2.3.

Рис. 2.1 Лабораторный стенд для изучения гидродинамики течения воды:
1 - бак; 2 - центробежный насос; 3 - устройство для подачи воды;
4 - система перемешивания твердых частиц; 5 - система регулирования
расхода; 6 - манометр; 7 - трубопровод; 8 - стойка; 9 - опора;
10 и 11 - передвижные площадки.
Смывная вода
Рис. 2.2 Фрагмент стенда для изучения гидродинамики течения воды
тонким слоем:
1 - распределитель; 2 - насадка; 3, 4 - сборники жидкости и выброшенных частиц соответственно; 5 - измеритель толщины потока воды

Рис. 2.3 Схема измерителя толщины потока воды:
1 - основание; 2 - рамка; 3 - упругая направляющая; 4 - винт; 5 - игла; 6 - индикатор часового типа; 7 - распределитель; 8 - вода;
9 - осциллограф светолучевой

Измеритель состоит из основания 1, рамки 2, упругой направляющей 3, винта 4, иглы 5 и индикатора часового типа 6. Все элементы защищены водонепроницаемым корпусом. Поверхность конусообразного тела 7, по которому течет вода 8, и игла 5 соединены с источником питания и светолучевым осциллографом 9.
При вращении винта 4 игла перемещается вдоль координаты Х. Как только игла коснется потока, цепь замыкается. Касание фиксируется по отклонению луча на экране светолучевого осциллографа, а значение координаты Х определяется по индикатору 6. В момент касания иглой электропроводной поверхности конусообразного тела резко изменяется амплитуда сигнала - снимается нулевой отсчет по индикатору Х0. Толщина пленки d = |Х-Х0|.
Расстояние от вершины распределителя до точки, в которой определялась толщина слоя воды, замерялось при помощи штангенциркуля.
Вода из насадки поступает на распределитель, растекается по его поверхности в пленку заданной толщины - реализуется пленочное (тонкослойное) течение. После этого вода возвращается в бак.
Изучалось течение воды по поверхности распределителей, размеры которых приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1
Геометрические параметры распределителей

Радиус кривизны
образующей R, ммВысота Н, ммРадиус основания
Rосн, мм 50 5040100 70402001004050014040
Общий вид распределителя показан на рис. 2.4.
Смывная вода
Рис. 2.4 Общий вид распределителя
Н и Rосн - соответственно высота и радиус основания распределителя; R - радиус кривизны образующей рабочей поверхности распределителя; L - длина рабочей поверхности распределителя; lmax - длина рабочей поверхности, на которой нанесены выступы и впадины; S и h - соответственно шаг и глубина впадин.
2.2. Изменение толщины слоя воды при ее движении вдоль вогнутой
конусообразной рифленой рабочей поверхности в зависимости от
расхода, скорости истечения из насадки, радиуса кривизны рабочей
поверхности и ее длины

Эксперименты по исследованию выброса частиц, которые приведены в разделе 3, показали, что выброс частиц минимальной крупности реализуется в следующей области безразмерных параметров:

где S и h - соответственно шаг и глубина впадин (см. рис. 2.4);
- диаметр частицы.
Поэтому изучение изменения толщины потока выполнено с учетом этих ограничений.
На рис. 2.5-2.9 и А1.1-А1.20 приведены результаты замеров толщины ? потока воды, как функции от средней скорости u0 истечения воды из насадки. В качестве параметров были приняты такие величины: d - диаметр насадки; R - радиус кривизны образующей конусообразного тела; при S = 3,8 мм, L - длина рабочей поверхности (координата, отсчитываемая вдоль образующей конусообразного тела, от его вершины до точки, в которой выполнялись замеры).
На приведенных зависимостях, а также всех последующих указаны доверительные интервалы, соответствующие вероятности 0,95.
Для всех исследуемых режимов характерным является увеличение толщины потока с повышением диаметра насадки и скорости истечения из нее воды.
При увеличении скорости истечения воды из насадки толщина потока нарастает т