ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОСТИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ГИДРОСМЕСЕЙ ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

С.Ю.Авксентьев, А.К.Николаев (оба Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»), Е.Ю.Авксентьева (Российский государственный педагогический университет им. А.И.Герцена) г. Санкт-Петербург, Россия

Почти половину территории России занимают районы с вечно мерзлыми грунтами. Здесь имеются богатейшие запасы нефти, газа, каменного угля, цветных и благородных металлов.

За последние годы в стране накоплен определенный опыт по проектированию, строительству и эксплуатации трубопроводных систем различного назначения на Севере. Вместе с тем практика эксплуатации этих систем ставит новые задачи, для решения которых необходимо выполнять теоретические и экспериментальные исследования различных процессов. Особое внимание при этом необходимо уделять исследованию тепловых процессов, происходящих в гидротранспортных системах.

В расчетах тепловых режимов трубопроводов гидравлического транспорта важной характеристикой, влияющей на процессы теплообмена между потоком гидросмеси и стенкой трубы, является вязкость гидросмеси.

В методиках моделирования структуры гидросмеси возможны разные подходы к решению задачи. Наиболее распространенным является метод перехода к элементарной ячейке [1]. Моделирование двухкомпонентных хаотических систем (жидкость-твердые частицы) с помощью данного метода обоснованно в работах [2]. Гипотеза об адекватности хаотической и упорядоченной структур предполагает, что эти структуры (рис.1) характеризуются одинаковыми эффективными свойствами, если свойства компонентов и их концентраций одинакова.

В рассматриваемом случае неоднородности одного вида (1) расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, и элементарная ячейка обладает свойством представительного элемента, т.е. Минимального объема неоднородной системы, физические и геометрические свойства которого соответствуют свойствами всего массива.

Рис.1. Переход от хаотической структуры материала с изолированными включениями к соответствующей ей упорядоченной структуре.

(1-Твердое вещество; 2-Жидкость)

На рис.2. Представлена 1/8 часть элементарной ячейки

Рис.2. 1-Твердая фаза; 2-Жидкость

Используя дробление ячейки сечениями Рэлея, получим следующие соотношения для вязкости пульпы в случае адиабатного (1). изотермического (2) и комбинированного (3) способов дробления.

На рис.3. дана графическая интерпретация полученных зависимостей.

Рис.3. 1-адиабатическое дробление; 2-комбинированное дробление; 3-изотермическое дробление

Выполненные исследования позволили получить расчетные зависимости для определения вязкости гидросмеси в зависимости от ее концентрации для различных способов дробления элементарной ячейки

***

Список литературы

1. Дульнев Г.Н. «Процессы переноса в неоднородных средах». 1991. 248с.

2. Дульнев Г.Н., Заричняк Ю.П. «Теплопроводность смесей и композиционных материалов». 1974. 264с.