InstalLation

В.И. Александров, В.В. Габов, В.П. Хозяинов

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»,

193168, 21-я Линия 2, Санкт-Петербург

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПОТОКОВ

В ЭРЛИФТНЫХ УСТАНОВКАХ

В статье приведены результаты теоретического исследования рабочего процесса эрлифтных установок. Полученная методика не использует эмпирические зависимости и может быть применена для расчета технических параметров эрлифта для различных условий. Производительность установки зависит от выбранного режима работы и необходимого значения динамического давления при заданном диаметре подающего трубопровода. Проверочные расчеты подтверждают соответствие теоретических расчетов и реальных значений расходных характеристик действующих установок, работающих в оптимальных режимах.

Ключевые слова: эрлифт, водо-воздушная смесь, смеситель, воздух, компрессор

Mathematical models of flow In airlift

instalLation

The paper presents the results of theoretical research workflow in airlift installations. The resulting method does not use empirical factors and can be used for the calculation of the technical parameters of the airlift for different conditions. The productivity of the airlift installation depends on the selected mode and the desired value of the dynamic pressure at a given diameter of the supply pipe. Checking calculations confirm the compliance of theoretical calculations and actual values ​​of flow characteristics, operating systems run optimally.

Keywords: airlift, air-water mixture, mixer, air, compressor

Исторически сложилось мнение, что установки типа эрлифт малоэффективны и их использование для транспортировки жидкостей и гидросмесей носило ограниченный характер. Они находили применение лишь в тех случаях, где невозможно было использовать центробежные насосы для откачки и транспортировки жидкостей с большим содержанием твердого.

Развитие современных высокоэффективных компрессоров способствует все большему применению эрлифтов в различных сферах производства.

Основными недостатками, сдерживающими широкое использование эрлифтов (газожидкостных подъемников), являются относительно высокие затраты энергии на реализацию процесса и, соответственно, низкий КПД.

В настоящее время при проектировании эрлифтов и расчете их параметров используются в основном эмпирические зависимости, основанные на результатах экспериментальных исследований и опыта эксплуатации уже существующих установок.

На сегодняшний день существующие методики расчета эрлифтных подъемов основаны на зависимости удельного расхода воздуха от относительного погружения установки в откачиваемую жидкость. Для получения удельного расхода воздуха используются коэффициенты погружения, выведенные опытным путем и выбираемые из табличных данных. Эмпирические методы расчета эрлифта не имеют в своей основе единой математической модели, которая устанавливала бы взаимосвязь сложных гидродинамических явлений, возникающих при смешивании потоков воздуха, жидкости и транспортируемого твердого материала в виде твердых частиц.

Отсутствие единой теории процесса движения двухфазного потока усложняет создание научно-обоснованной методики определения рациональных технических параметров различных конструкций эрлифтов для конкретных условий их эксплуатации.

Не смотря на появление большого многообразия схемных и конструктивных решений эрлифтов, методы проектирования и управления эрлифтными установками за последние семьдесят лет принципиально не изменились. Эффективность современных установок возросла за это время незначительно и все еще является причиной ограниченного применения данного типа установок.

В статье рассматриваются: математическая модель эрлифта, уравнения динамики потоков и КПД установки.

Date: 2016-02-19; view: 307; Нарушение авторских прав