автореферат диссертации по транспорту, 05.22.12, диссертация на тему:Гидро- и аэродинамические основы расчета трубопроводных систем гидроконтейнерного и высоконапорного пневматического транспорта

РГБ ОД

ВОСТОЧКОУКРАЙКСКЙЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

БИРМАН ВЯЧЕСЛАВ ЮККИ

шро- и азгодинйячеокйе основы расчета трубопровод! 1ых СИСТЕМ гзщроконтейнериого и высоконапорного пнебшкческого транспорта

Специальность 05.22.12 - Прошддешый транспорт

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой стопени доктора технических наук

Луганск - 1994

Работа выполнена в Институте гидромеханики НАН Украины

Научный консультант : д-р техн.наук

КрИЛЬ

Степан Иванович

Официальные оппоненты : д-р техн.наук, профессор

д-р техн.наук, профессор

д-р техн.наук, профессор

Кондратьев Александр Сергеевич

Яхно ..

Oser Михайлович Левдсский

Владимир Михайлович

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ -

НПО " Угяеиеханизацкя г.Лугапск

Зацита состоится 1994г.. в .часов на

заседании специализированного совета Д 18.02.02 при Восточно-украинском госуниверситете по адресу: 348034, г.Лугаяск, квартал Молодежный, 20-А.

С диссертацией колено ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослал /О. 1994г.

Ученый секретарь специализированного совета

Нечаев Г.И.

Общая характеристика работы.

Актуальность проблема. В настоящее время, а связи о увеличивающимися с каждым годом объемами перевозок различных материалов, наряду о развитием традиционных, ' больной интерес вызывает использование новых видов непрерывного транспорта, в том числе трубопроводного. По предварительным оценкам специалистов, для транспортирования различную продуктов промышленности и сельского хозяйства можно успешно попользовать трубопроводные системы гидроконтейнерного и высоконапорного пневматического транспорта.

При гвдроконтейнерном трубопроводном транспорте ( ГКТТ ) транспортируемый материал ( сыпучие иди вязкие продукты ) загружают в контейнеры (.капсулы ), которые затем транспортируют по трубам при поноси штока(лидкости. Идея высокснапорного пневмотранспорта допускает создание магистральных трубопроводных систем для перекаики смесей дисперсных материалов и различного рода газовых носителей, а частности, смеси, измельченного угля и природного газа или углекислоты, ойвадаадей побьешеной калорий-ноотьп при сжигании. В отличие от обычных дневыотранспортных систем, которые работают при сравните л: но вебоонЕИ давлениях воздуха и ограничены по длин» транспортирования, магистральные пневмотранспорткые системы, аналогично как н газовые магистрали, характеризуются высокими рабочими давлениями порядка 100 атм и больтэй протяженноетьо трубопровода, исчисляемой сотнями километров.

Проектирование, а также- обеспечение надежности и эффективности работы систем ГКТТ и высоконапорного пневмотранспорта невозможно без разработки гкдро- и аэродинамических основ расчета этих систем.

В наотояцее время теоретическому и экспериментальному изучении различных аспектов гидродинамики ГИТ лосвяцены работы многих исследователей. Однако, ввиду исключительной сложности гидродинамических процессов, обида теория движения контейнеров в жидкости далека от сроего зазердаиия. Предлагаемые расчетные зависимости для определения основных параметров гкдротранспортиро-ваяия контейнеров носят, в основном, эмпирический характер и область их применения весьма ограничена. Что каоается выоококапор-ных пневмотранспортных систем, то сама идея такого способа транспортирования является новой а какие-либо рекомендации по

расчету такда сиогем к настоящему времени отсутствуют. Основной особенностью расчета такого рада установок является учет сверхвысоких давлений, при которых газовый носитель занимает по своим физико-мехвнкческии свойствам промежуточное положение между несжимаемой жидкостью и воздухом. Поэтому, в отличие от обычных г ядро- и пневмотранспорта, высоконапорный шевиотраясдорт к шстоя-Е?ему времени практически не изучен. Такш образом, проблема разработки физически обоснованных методов расчета систем ГКТТ и вы-ооконапорного пневмотранспорта является актуальной и представляет научный и практический интерес.

Цель работы.- разработка ш основе теории движения гетерогенных двухфазных смесей математических моделей гвдроконтейнерного к высоконапорного пневматического трубопроводного транспорта;

- проведение пкрокоыаснтабных экспериментальных исследований динамических и кинематических параметров гндротракспортирозакия контейнеров различной плавучести на горизонтальных, поворотных и наклонных участках трубопровода;

- проведение экспериментальных исследовании потоков, моделирующих движение газовзвеси в трубах при высоких давлениях;

- создание на основе полученных математических моделей и опытных данных научно обоснованных методов гядро- и аэродинамического расчета основных параметров ГКГГ и вксоконапорного пневмотранспорта;

- разработка конкретных предложений по практическому использованию ГКГТ и высоканапорного пневмотранспорта в различных областях народного хозяйства.

Научная новизна. В диссертационной работе: 1. В рамках континуальной механики гетерогенных смесей состроены математические модели гвдротранспортнроаания контейнеров и течения газовзвеси а трубах:

- составлены замкнутые системы осредненных по вероятности дифференциальных уравнений для гвдроконтейнерного потока и напорного движения газовзвесей;

- выполнено обобщение предлагаемых математических моделей для различного рода валорных потоков гетерогенных сред.

2. Получена новые экспериментальные данные в области исследования ГК7Т и высоконапорного пневмотранспорта:

- на серии масптабных установок в сиро ком диапазоне условий

- а -

гздротраяспортЕроваякя наполнены исследования дингыическгас и кинематических параметров гидротранспорта жестких и эластичных контейнеров различной плавучести на горизонтальных, поЕороишх и наклонных участках трубопровода;

- проведены специальные с-кспертааята, моделируаете движение газоззрееи при высок:« дазлэяиях и отшгекиях плотностей фаз;

- предлагая способ снижения сспраткзлэккй з системах трубопроводного гэдроконтейкеряого транспорта.

3. Созданы научно обоснованные метода расчета основных параметров гидрокшг«"щеркого и Ексокояапорного пневмотранспорта различных «атериалоз:

- предложен кяенерннй метод гидравлического расчета про-кьаленных и иагистрагькьк систем ГКТ7;

- разработаны численны? алгоритма и прогршмы расчета стационарного и нестационарного движения гаэоззэеси э трубач при высоких давлениях;

- рассмотрены задачи теплообмена а иаглстрздькых пневмотранспорта системах;

- выполнена прямая к косвенная проверка предлагаемых расчетных методик;

- показана гозмолшость к эффективность использования ГКТТ и высококапорного пневмотранспорта в различных областях народного хозяйстза.

Практическая ценность. Лредстазлекные а диссертации результаты исследований могут слу.шть основой для проектирования про-ншшеяннх и магистральных систем ГКТТ и инезматкческого транспорта различных дисперсных материалов. Разработанные з дкосе-рта-цизт инженерные ьсегоды расчета доэзоляот обеспечить уотойчизуо работу рассматриваемых трубопроводных систем, определять ¡ос пропускную способность, оптимальным образом выбирать необходимое гидро- и аэродинамическом оборудование. Эти методы расчета могут быть т&чде использованы соотсетстзгшга для ренения 065915 задачи гидродинамики двюееняя тел а жидкости а стесненных условиях и для аэродинамического расчета потоков газовзвесей в различного рода аппарат&ч химических и специальных технологий.

Реализация научно-технических результатов'. На основе диссертационных исследований были разработаны и внедрены следующие пакеты прикладных програш;-

1. Методика расчета основных параметров гидроконтейнерного

трубопроводного транспорта ( Новополоцкий политехнический институт, СКВ " Транснефтеаатоматика ", г. Ыосква ).

2. Методика расчета движения тел в стесненных условиях С Алтайский НИИ химической технологии, г. Бийск ).

3. Методика расчета основных параметров высоконапорного пневмотранспорта ( Химическое объединение имени Г.И.Петровского, г. Луганск, Институт проблей математических машин и систем HAK Украины, г. Киев ).

4. Методика расчета переходных процессов в системах трубопроводного гвдро- и пневмотранспорта дисперсных материалов (Болькогорский государственный горно-металлургический комбинат, г.Днепропетровск ).

Результаты работы могут быть использованы в ВУЗах при изучении курса "Промышленный транспорт".

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и получили одобрение на:

- Украинских семинарах по гидротехнике и гидромеханике ( Киев,.1976, 1979, 1S80, 1985, 1SS0, 1994 гг.);

- Всесошной конференции по трубопроводному контейнерному транспорту ( Москва, 1S77 г.);

- У1 научной конференции Западно-Сибирского -региона MB и ССО F03CF по математике и механике ( Томск, 1977 );

- I и II Всесоюзных школах молодых ученых по теплофизике ( Новосибирск, 1979 в 1981 гг. )}

- УП Республиканской научно-технической конференции < г.

Новополоцк, 1980 г.);

- Всесоюзной сеыикаре-ссвеЕ^нии " Создание и внедрение

транспортных систем на новых технологических принципах " ( Москва, 1982г.);

- Бсессюзной научно-технической конференции "Контейнерный трубопроводный транспорт "(г.Новополоцк, 1Ш4 г.);

- Всесоюзной конференции "Спецтранс 85 и(г.Ьйсква,1385 г.);

- всесоюзной конференции "Трубопроводный гидротранспорт -твердых материалов " (г.Москва, 1Э35 г.);

- 1У Республиканской конференции по прикладной гидромеханике С г.Киев, 1987 );

- республиканской научно-технической конференции по проблемам пневмотранспорта ( г. Севастополь, 19S9 );

- всесоюзной научно-практической конференции "Научно-техни-

Чбскяи прогресо и перспективы развитая новых спецлагкэированМых видов транспорта" ( г. Москва, 1990 );

- Всесоюзной конференции " Механика и тепломассообмен двухфазных сред в технике и порошковой технологии ( Томск, 1991 );

- Международной школе "Application oí Computers in Hydrotechnics and Vater Sourse Protection" ( Болгария, г. Варна, 1990 );

- Международной конференции "Hydromechanization 7" (Болгария, г. Варна, 1991 );

- Международной конференции "Transport and Sedimentation Df solid partióles" ( ГГольса, г. Вроцлав, 1S92 );

- Международной конференции "Fluid mechanics and hydrodynanical aspects of biosphere" ( Чехия, г. Прага, 1S93 );

' - Международной конференции "Hydromechanization 8" С Германия, г- Магдебург, 19S3 )j

- Ме;здународной конференции "Eurorriech" С Киев, 1S94 ).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 39 печатных работ, в той числе одна монография в соавторстве.

Структура и объем, работы. Диссертация изложена ка e¿aa страницах, содержа: fáQрисунков, список литературы из^^наименований . Работа состоит из введения,- семи глав и заключения.

Основные- результаты, представленные в диссертации, поручены. автором самостоятельно.

Автор вырсжа-эт глубок/ю благодарность доктору техн. наук Крилю C./I. за ценные созеты, поддержу и научные консультация при выполнении нзотслцеи работы, а тпкке сотрудникам отдела стратифицированных течений и лаборатории магистрального гидротранспорта ИГМ HAH за созеты и практическую помощь в реализации результатов работы.

Содержание работы

3о введении обоснозызаетск гктуальность хфобдеш, ^эродируется цель работы, з-ратко сдиськаегсн ее структура.

В начале первой глззы приведен краткий обзор осно^^ых исследований з области ГК7Т, выполненных в странах СНГ л за рубе-кои. Отмечается, что больной вклад в развитие теоретически?: основ этого вида транспорта вкэсля такие отечественные ученые как А.С.Гиневский, З.К.Лклский, В.С.Дикаревсккй, В.З.Кзркмав,

- б -

А.С.Кондратьев, М.В.Лурье, Е.С.Огарков, Ы.Э.Жварц и другие исследователи. За рубежом разработкой методов расчета систем ГКТТ занимается в США, Канаде, Чехия, Германии, Сранции, ЮАР и других странах.

Вшошеншй обзор показал, что большинство катодов гидравлического расчета систем ГКТТ носит эмшзичэский характер, в тех r.e работах, где рассматривается более строгое математическое ш-делировааие подобных потоков, принимаются весьма серьезные допущения ( бесконечно длинный контейнер, осесишетричное его расположение в потоке и т.п.), что не позволяет полностыа использовать, эти модели для практических расчетов.

В этой связи в настоягое время требуется . создание научно обоснованных математических шдедей систем ГКТТ, только на базе которых возможна разработка инженерных методов расчета основных гидродинамических параыетров движения контейнеров в трубах.

Под основными параметрами ГКТТ здесь и в дальнейшем в работе будем понимать: гидравлические сопротивления, собственные скорости движения контейнеров, а для случая тяжелых контейнеров и скорости трогания.

Поэтому центральным волросш первой главы диссертации была разработка математической модели гидроконтейнерного потока.

Ери этом в работе была сделана попытка обобщить и развить методы, предложенные в работах С.И.Криля и хорошо зарекомендовавшие себя при описании традиционных взвесенесуцих потоков. Эти методы позволяют рассматривать совместное движение жидкости и контейнеров по трубопроводу о воалции гетерогенных двухфазных сред, используя при этой основные положения механики сплошной среды.

В отличие от обычных двухфазных потоков, при записи осреднении по вероятности дифференциальных уравнений раздельно для ящкоста и контейнеров область, занятую годностью, целесообразно разделить на хараетерные подобласти Dv.e ,Dw.ß и ( рис. 1) и для каждой из них записать осредяэнные уравнения неразрывности и количества движения.

В случае равномерного установившегося движения контейнеров по горизонтальному линейному трубопроводу динамические уравнения для гидрокоитейлерного потока, ооста&аешше в прямоугольной системе координат ОХ1Х2Х3 С рис.1 ) икеот вид:

- уравнения неразрывности дал жидкости в области 13*. т

в?» < В».» > <и1>*.т

-- О; ( 1 )

ЙХ1

- уравнение неразрывности для контейнеров

£ ъ

- О; ( 2 )

{5X1

- уравнение количества движения для жидкости в области Ц*.т _ О <Р>„ О

- 8. < в».и >-- + 8* <8».я>---

0X1 ОХ] — (3) " 09» <в,.щ> <и1'и1'>».т ~ Р» —--■--Г1.Я - О;

- уравнение количества движения два контейнеров

— О <Р>» _ 0 «и>».и _

- Э^---+вк--9к <0 ВД +~1 - О, (4)

0X1 вхг

где } - 2,3, а и - лвбой из индексов <х ,з или г .

К этой системе уравнений присоединяются уравнения связи

2 <в».п> - 1; ( Б )

т

2 ri,«. - rt + ( P„,fl - Pv.i ) 6pS,ot .

Di

В ( 1 ) - { 5 ) приняты сдедущие обозначения: - вероятностная ( или линейная ) концентрация контейнеров на заданном измерительном '/часты, и <8*.п>> - безусловная и условная вероятность появления в заданный момент времени точки х в области Dw к Dw.m ; pw, <ui>v.m ,<Р*> ,<tu>*,m ,<ui'u4>w.» - соответственно плотность, осреднеянаа .аокадьная скорость, давление, вязкие касательные и добавочные турбулентные напряжения в жидкости; Vk - скорость движения контейнеров; ЕЛ к и < f > - соответственно объемная ( на единицу объема контейнера ) сила механического трения контейнера о дно трубопровода и вероятность .контакта контейнера, заведомо находяззегося в заданном поперечном сечении потока, со стенкой трубопровода;. Ti.m и "Fi - компоненты главного вектора среднестатистической силы взаимодействия рассматриваемой области Dw,» о окружащими ее областями и гидродинамической силы воздействия жидкости на контейнер соответственно.

В третьем вырааьении { 5 ) величина ( Р*„Б - Р*,г > представляет собой скачок давления на границе раздела областей IVB и

> обусловленный изменением кинетической энергии жидкости при входе ( выходе ) в кольцевое пространство Хы.Ц бра, j - функционал, сосредоточенный на указанной выае границе Fß,* .

Система уравкег^Г: ( а ) - ( 5 ) является незамкнутой и ее непосредственное репение сзязачо с болышми сложностями. Вместе с тем, эти уравнения позволяют выделить характерные рекиыы движения контейнеров по трубопроводу и в рамках одномерной задачи получить структурные выражения для расчета основных параметров гидротранспортированйй контейнеров различной плавучести. Использование, например, осреднешшх по плодзди поперечного сечения трубопровода уравиейкй неразрывности позволило однозначно определить йсмяя® «относительной скорости движения жадности и ' контейнеров (Vv.a - Yk) и принципиальным образом разделить общую задачу гидродинамического расчета систем ГКТТ отдельно для тяжелых контейнеров (pk > Р*г ) и контейнеров нейтральной плавучести ( Pk - Pw 5- Здесь Vv,ö - средняя по площади поперечного сечения области Dw. а скорость движения жадности.

На базе динамических уравнений удалось построить физическую схему гидроконгейнеряого потока, в основе которой лежат суперпо-

зицяя кинематически жесткого ( Vv,« » V* ) п относительного движения. жидкости, и контейнеров. Такой подход дал возможность получить выражения для гидравлических сопротивлений при гидротранспорте контейнероз различной плавучести.

Рассматривая первоначально наиболее ойдий случай движения тяжелых.контейнеров, заражение для удельных гидравлических сопротивлений, . подученное на базе ( 1 ) - ( 5 ), :лгага представить з виде:

_ <3к 2 Рк ~ (Ы Vw.ct

Ik - lo + к 8н с-) I - I --( 6 )

D pk VCD

Здесь Ik - среднее значение гидразлического уклона на измерительном учаотке трубопровода; 1о - гидразличесгаш уклон, соответствующий жесткому движению койтейнера в жидкости; <2ц/0 - отнесение диаметра, контейнера к диаметру трубопровода; к - коэффициент механического трения■скольжения контейнера о внутренней стенку трубопровода; YCp - средняя по плоездн поперечного сечения трубы скорость гидроконтейнерного потока.

Первое слагаемое правой части уравнения ( б ) выражает удельные гидравлические- сопротивления потока для случая, если бы движущееся в трубопроводе контейнеры н хидкость представляли собой односкоросгную двухфазную среду плотность» р ( плотность гидроконтейнерного потока ) и. эффективной вязкостью и и величина ¡о определяется по формуле

^Св"

10 - ( Р/(Ы ) *к - .

SsD

Зходяцай в г-ту формулу коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по известным в гидравлике формулам, только о учетом параметров р и п. Siopoe слагаемое правой части уравнения. ( 6 ) выражает дополнительные удельные сопротивления, связанные о относительной скоростью движения жидкости и контейнеров ( Vw.<* - Vk У, обусловленной механическим трением контейнеров о стенку трубы. В этом слагаемом безразмерная величина ¡?t представляет собой сумму определенных членов, связанных о указанной выше относительной скоростью движения жидкости и контейнеров.

- 10 -

Для определения величины скорости V*. « , входящей в формулу (6 ), в работе использовались известные теоретические зависимости, базирукциеся, в частности, на логарифмическом законе распределения скоростей я степенном законе "1/7".

Вьфаление для удельных гидравлических сопротивлений значительно упрощается, если ш Судэы рассматривать случай движения контейнеров нейтральной плааучеоти. Такие контейнеры, как правило, движутся ооеоимиетрично в потока и при этом имеет место на-порно-куэттозское течение жидкости в зазоре между контейнером и стенкой трубопровода.

Для определения удельных гидравлических сопротивлений при движении контейнеров нейтральной плавучести получена следующая зависимость

1к - 1о + 9к 9п, ( 7 )

где <?п - дополнительные гидравлические сопротивления, связанные .с относительной скоростью движения контейнеров нейтральной плавучести, . обусловленной градиентом ^давления на контейнере.

Используя взнесшие в полуэмпирической теории напорно-куэт-. товского течения модели , в работе удалось более детально изучить особенности движения таких контейнеров и, как следствие этого, конкретизировать вкрагения для величины 9п > которая, как оказалось, для заданного режима зависит только от скорости движения контейнеров

Такнм образом, полученные на основе разработааной математической модели расчетные выражения для гидравлическза сопротивлений при движении контейнеров различной плавучести содержзт неизвестные пока величины и я №я тякелых контейнеров и Ук - для контейнеров нейтральной плазучести. Определение этих величин в диссертации проводилось на основе специальных масштабных экспериментов, где исследовались как динамические, так и кинема. ткческке параметры гздротраЕСпортарозааия .контейнеров различной плазучести.

Вторая глаза диссертации посвящена экспериментальным исследованиям гидротранспорта шнгейнерог различной »плавучести на горизонтальных ( включая повороты ) и наклонных участках трубопровода. , _ __

Анаши экспергаэнтазьных исследований в области ГКТТ прозе-

денных наиболее известная в этой области авторами показал, что несмотря на попытки варьировать в этих исследованиях отдельные параметра гидротрааспортировзякя, такие вахные величина как диаметр трубопровода, относительная плотность, и длина контейнеров, как правило, изменялись а достаточно узком диапазоне. В литературе имеются лшъ отдельные экспериментальные данные о характере движения контейяероз на наклонных и поворотных участках трубопровода, з связи с чем сделать какие-либо обобщения по этим данным не представляется вогмачным. Кроме того, до настоящего времени, насколько нам известно, исследования движения контейнерных поездов и длинных эластичных контейнеров, представляющих особый интерес для практики, не проводились ни в бываем Советском Союзе, ни за рубежом.

В рассмотренных работах нет также никаких сведений о кинематической структуре исследуемых, потоков, без чего весьма затруднительны« представляется разработка научно обоснованных методов расчета трубопроводных систем гкдроконтейнеркого транспорта.

Из всего сказанного следует,. что для разработки надежных инженерных методов расчета систем ГКТТ объем выполненных до настоящего времени экспериментальных исследований является все хэ недостаточным, и эти исследования необходимо продолжить на серии масштабных установок в широком диапазоне условий гидротраяспор-тирования.

Для проведения окспериыентальккх исследований з работе было использолано аесть различных по геометрическим размерам и конструктивному устройству установок: одна стендовая и две лабораторные эхекторшэ установки с замкнутой циркуляцией контейнеров ш кольцевым трубопроводам и три лабораторных усгакозки прямоточного типа.

Стендовая г.хекторнза установка монтировалась из алодг-гиевых труб внутренним диаметром D « 125 ил и допускала возможность измерения параметров гвдротранспортироаания как на прямолинейных участках, так и в отводах с углами 30° , 60° и 90° .

Лабораторные эяекгорЕые установки были оборудованы стальными и полиэтиленовыми трубами диаметром 53 и 25 ш, хглчем последняя иэ этих установок кроме прямолинейных горизонтальных участков, содержала криволинейные учаотки с углами 30° , 60° и 90° . В качестве движлтеля на зсех эпос трех установках исполь-эовагся предложенный наш кольцевой эхектор, оСеспечизающш неп-

рерывное движение по аруСопроводу потока аэдкооти о контейнерами и выгодно отличалдийся прооготой работы от других известных устройств.

Лабораторные прямоточные установки монтировались из стальных, стеклянных и полиэтиленовых труб диаметрами 37, 29 и 12 мм. Причем установка, оборудованная трубопроводом 29 мм позволяла изменять угол наклона трубопровода от 0° до 90° , а установка о О - 12 мм - от 0° до 45° - Кроме того, последняя из этих установок допускала возыатаосга ряда модификации для исследований кинематической структуры и характеристик гидротранспорта конгейне-ров в разбавленных растворах полимеров.

Бое установки были оборудованы приборами и устройствами, позволяющими одновременно определять такие параметры транспортирования, как гидравлические сопротивления, средние скорости воды и контейнеров, а для случая тяжелых контейнеров - окорости тро-гания.

В исследованиях использовались как одиночные •■■ контейнеры, так и контейнерные поезда о гибкими к жесткими стенками, имеющие сферический передний и плоский задний оголовки. Для каждой из этих установок характеристики контейнеров изменились в следующих диапазонах:

0 - 125 Ш ¿1сЛ5 - 0.8 0.92, 1кЛ) - 2 - 80, рк/р» - 1 * 3.3

Б - 58 мы (1к/Т) - 0.63 * 0.83, 1.4 - 70, Рк/Ру - 0.96 + 2.9

0 - 25 мм <Зк/0 - 0.55 * 0.72, 1к/Б - 2 - 6, PY.JP-* - 1*8.

0 - 37.2 мы ¿к/О - 0.7 ' 0.95, 1к/0- 2 - 34, рц/(ы - 1 * 3.2

0 - 29 мм ¿к/О - 0.68 * 0.87, 1к/0 - гл - 7.2,рк/Р* - 1 - 3.4 .

0 - 12 мм сЗк/О - 0.55 0.87, 1к/П- г - 36, ру/с-.1 - 1*8,

гле - длина шзхейкера.

Характерные зависимости удельных гидравлических сопротивлений 1я и величины Чк/Усо от средней скорости потока при гадрот-ранспорте тяжелых контейнеров на прямолинейных горизонтальных участках трубопровода представлены на рис. 2. Как следует из

этого рисунка, дм тяжел« контейнеров характер зависимости 1ч -Г (\'ср) аналогичен характеру соответствующей зависимости для пульпы.. С увеличением Уср величина ¡к возрастает ( кривая 1 ), . причем ( кзк и для пульпы ) тем больа-э, чем больше плотность и концентрация контейнеров ка измерительном участке.

Движение тяжелых контейнеров начинается обычно при опреде-

- ленной скорости потока, именуемой скорость» -трогаиия У'?р, причем значение Ути возрастает о ростом плотности и длины контейнера и убывает с увеличением его относительного диаметра.

Величина относительной скорости Ук/УСр (кризая 2 на рис.2) с увеличением Ч'С5 вначале возрастает, затем асимптотически приближается к некоторой постоянной для заданного контейнера величине, изменявшейся в наши исследованиях от 0.9 до 1.3. С увеличением диаметра контейнера величина У1с/Ус5> возрастает, тогда как с ростом длины-и плотности контейнера отношение уменьшается.

3 диссертации впервые представлен достаточно большой экспериментальный материал,.- относящийся , к исследования параметров двияен:и тяжелых контейнеров на поворотах и наклонных участках трубопровода. . 06 "основных закономерностях изменения этих парз-

• метров в зависимости от условий гидротранспортироьакия можно судить из рис.3 ( повороты..) и рис.4-5 (наклонные участки).

Принципиально новые результаты были получены при исследова-

• нии движения жестких и гибких контейнеров нейтральной плавучести. Как показали результаты экспериментов, полученные на всех .шести сштных стендач, в этом случае гидравлические.сопротивления. в поток© жидкости с копте'зерами оказались практически одинаковыми .о- гидравлическими сопротивлениями в соответствующем потоке однородней хлякосгя С рис.5, кривая 1 ), тогда '.:ак величина У^/У'ср ( рио.б, кривая 2 ) остается практически постоянной в ил-роком диапазоне и . зависит только от характеристик контейнера - увеличивается с ростом относительной длины контейнера, и уменьшением его относительного дкачегра.

Полученные результаты имеет принципиальное значение, поскольку дискуссионным является вопрос о характере движения контейнеров нейтральной плавучести. Зто связано с тем, что оно яе-ляетсп основополагающим для апробировани различных методов математического моделисозанш двсления тел в лкдкости в стесненных

- условиях. Кроме того, вопросы гкдрогрзнслоргкрозания контейнеров нейтральной плавучести тесно связаны с известной Фундаментальной

проблемой "идеального плота".

В практическом плане, последний результат позволяет сделать важный вывод об особой эффективности использования ГКТТ для транспортировки различных материалов с плотное тьв близкой к плотности несущей жидкости. Эхо относится, прежде всего, к транспортировке нефти и нефтепродуктов в контейнерах.

Особое внимание во 2 глазе диссертации уделено исследовании кинематической структуры гадроконтейаерных потоков, поскольку к настоящему времени она практически на изучена.

Для исследования турбулентных характеристик гидроконтейнерных потоков в работе впервые был использован электродиффузионный метод измерении ( ЭМИ ). Суть этого метода измерения заключается в том, что в качестве нэсуцай жидкости используется определенный раствор электролита, а в качестве датчика - специальные электроды. Величина измеряемой характеристики определяется сизой тока между помещенными в потоке электродами. При заданных составе раствора электролитов и электрическом напряжении сила тока между электродами зависит от скорости ( или градиента скорости ) рабочего элемента. К настоящему времени ЭД1 достаточно хорошо зарекомендовал себя прц изучении штоков водовоздушьк и гомогенных смесей.

Для проведения исследований на Сазе опытной установки, оборудованной трубопроводом внутренним диаметром 12 мм, был смонтирован универсальный стенд, . позволяющий проводить исследования кинематической структуры как зззесенесуаего потока, так и штоков, содержащих одиночные контейнеры и контейнерные поезда.

В диссертации при использовании ШИ основное внимание было уделено изучению распределения касательных напряжений на стенке трубопровода и распределения осредненных скоростей по- . тока в кольцевом зазоре при движении контейнеров о различными характеристиками. Перед непосредственными измерениями был решен принципиальный для даного метода вопрос о тарировке датчиков касательных напряжений и скоростей. Оказалось , что полученные та-рировочные кривые достаточно хорош соответствуют вытекающим из теории диффузионных токов зависимостям:

I - Аг3 и I - Биг, где 1 - ток; -сии - касательные напряжения на стенке трубы и

осредкенная скорость в произвольной точке потока; А и В - тари-ровочкые коэффициенты.

На рис.7 приведена характерна* зависимость касательных напряжений на стенке труба от- полярного угла « при дви>г.ензш_ тяжелых контейнеров. Здесь ас » 0° соответствует нк.г.лей, ай» 180° -верхней точкам ■ стенки труби. Зависимость ссреднеккых значений касательных напряжений от средней скорости потока УСв движущихся контейнеров нейтральной плавучести представлена на ркс.8.

Учитывая, что все исследования кинеиатическкх характеристик ГКТТ проводились одновременно о измерениями соответотвуиЕзк динамическая параметров, полученные результаты позволил! выполнить т£2«е взаимную проверку достоверности полученных опытных данных и предлагаемых математических моделей.

Тагам образом, вся совокупность -полученных в раЗэте опкхнта данных явилась надежной основой для разработки обобщенной методики гидравлического расчета систем ГКТТ.

В третье;'; главе диссертации на основе предложенной математической модели к полученных экспериментальных данных разработана инженерная методика расчета основных параметров ГКТТ при дзи-лекии контейнероз различной плавучести'как ка горизонтальных, прямых к поворотных участках, так л наклонных участках трубопровода. - Е зтой-ле глазе выполнена проверка предлагаемых расчетных зависимостей, а также проведено сравнение эЗйекяиаюсги ( по энергозатратам ) ГКТТ о другими видали тру5опроводксго транспорта. Кро» того, предложены отдельны» кгяотругакзш* и технические решения при проектировании систем ГКТТ и указаны те облает:-; народного хозяйства, где кепольге-закке этого гкпа транспорта может оказаться наиболее зффеклганш.

3 результате обработки зкоперииеятальнкх данных, полученных при исследовачин гизрогрЕйспорта тяхелмх контейнеров на прямолинейных горизонтальных участках трубопровода, установлено, что значение эффективной гязкооти, нхеддай в выражение для расчета гидравлических сопротивлений ( 2 ), с достаточной степенью точности совпадает с расчетными значекиями. получекккмк по известной формуле Томаса, широко используемой для взвесекесуякх потеков:

¡1/(1« . 1 + г.5 5 т 10.05 52 + 0.СС275 е16'55,

{ В )

где ßw - динамическая вязкость несущей среды, a S = (d¡</D)2 В* -объемная концентрация ктатейнероз на измерительном участке.

Этот результат свидетельствует, в определенной мере, о справедливости принятого нами подхода описания гидроконтейнерного потока с позиции гетерогенных двухфазных потоков.

Аналогичная обработка и анализ подученных в работе опытных данных позволил установить обобщавшую функциональную зависимость для входящей в ( 3 ) величины <?t • Оказалось, что эта величина зависит от таких безразмерных параметров как S ¿pk/pw ,YTP / i/gQ~ и Y* / Vcp . Причем для скорости движения контейнеров в работе была получена удобная для использования расчетная зависимость:

Vit dk Vrp

--f С - )( 1--), ( 9 )

vc!> d vcp

где f ( djt/D ) - эмпирическая функция.

Дли определения скорости трогания контейнеров VTP в работе получено на основе максимальной транспортирующей способности потока следующее уранзение:

VTp2 1-Srp Vv.tt

Cpw + (pk-pw)S] Xjc-- -S Ipk-pwl k- 9t(^Tp). (10)

ZgD aro VCo

Здесь arp»(Ik-Io)''Ik выражает относительные затраты энергии в момент трогания, которые расходуются потоком непосредственно на грановортироззние контейнеров. Обработка многочисленных экспериментов позволила получить удобные апроксимационные зависимости для величины агР .

При заданных исходных 'параметрах: 1¡</D ,'dj</3 , pk/p* .Vcp , а также шероховатости трубопровода, задача гидравлического расчета параметров гидротранспортирозания тяжелых контейнеров на прямолинейных горизонтальных участках трубопровода может быть сформулирована в замкнутом виде. Вначале из (10 ) с учетом всех вспомогательных соотношений определяется VTB , а затем по формуле ( 9 ) определяется Vk • Наконец, по формуле ( 6 ) определяется значение удельных гидравлических сопротивлений Ij< .

' -17 -

Обработка результатов измерений гидравлических сопротивлений при дзихекии тяхельгх контейнеров на поворотах проводилась по аналогии с традиционной методикой, используемой при движении ка поворотах чистой воды.

Введя коэффициент местных сопротивлений гидроконтейнеркого потока ík« , величину ¿h^ot , характеризующую относительное превышение "гидравлических сопротивлений при движении контейнероз на повороте с углом et и горизонтальном участке, можно представить в виде£

V со

Ähk« - 6,k«- .

Анализ выполненных экспериментов позволил установить, что обработку опытного материала целесообразно проводить применительно к безразмерному параметру е.^о/^чх , где - коэффициент местных сопротивлении при движении на повороте чистой воды.

Обработка показала ( см. рис. 8), что этот параметр остается практически постоянным для различных скоростей, типов контей--неров и углов поворота. Полученный результат является принципиально важным, поскольку позволяет достаточно просто определить гидравлические сопротивления при движении произвольных контейнеров на заданном повороте.

Для этих целей удобно пользоваться зависимостью:

Ikot - Ik + EUtCC Ver? / ( Sgl ), ( 11 )

где 1 - длина поворотного участка, Ik - удельные гидравлические сопротивления гидроконгейкеркого потока на прямолинейном участке, вычисленные согласно ( 5 >.

Соответствующая обработка опытного материала по наклонным и вертикальным участкам показала, что в этом случае удельные гидравлические сопротивления достаточно точно можно рассчитать по формуле:

IkS - lit ± С Йс - (Ы S Sin 8, ( 12 )

где 8 - угол наклона трубопровода, а знаки и "-" берутся соответственно для восходящего и нисходящего участков.

Полученный результат наглядно иллюстрирует рис.10, где

представлены исходные данные, пересчитан;«» за вычетом второго члена правой части ( 12 взятого со своим знаком.

Совокупность приведенных аше основных зависимостей С 6 ), (9), (10) - (12 J может Сыть нспатьзозанаяри полном расчете параметров гидротранслсрткроаашя тяжелых контейнеров кз различных участках трубопровода.

Для случая двихекия контейнеров нейтральной плавучести в работе была получена универсальная эмпирическая зависимость для определения скорости движения такта контейнеров;

Vk/Vcp - С 1.83 - 0.84 ( dfc/D )3 thС 0.053 (Ik/o) +1.433. { 13 )

Подстазляя (13)в(7), ькшю определить значения гид-, равлкческих сопротивлений для таких режимов дн&:еккл. Оказалось, что расчетные и опытные значения Ik достаточно хорошо соответствует друг другу, совпадая при этом с гидравлическими сопротивлениями на чистой воде ( рис.6 ).

В делом, достоверность предлагаемых в работе расчетных зависимостей была проверена на большей части известного в литературе опытного материала, в том числе зарубежных ааторов. Кроме того, впервые было выполнено сопоставление расчетных значений основных параметров гидротранспортировааия с полученными з рабо-. те данными по кинематической.структуре,рассматриваемых ' потоков. Для контейнеров нейтральной плавучести пример такой проверки представлен на рис. 8, а для тя-иелых контейнеров удалось путем интегрирована эпкр распределения касательных напряжений на стенке трубы определить • зависимость относительной величины подъемной силы Rp / Р от режыз движения а, тем самым, установить момент отрыва контейнеров от сгенки трубы ( резким жесткого движения ). Как показали результата расчетов ( см. рис. 11 ) и в этом случае имеет место достаточно хорошее соответствие между расчетными и опытными данными.

разработанная такш образом методика расчета параметров ГШ может служить основой при проектирован;:;: промышленных и магистральных гвдроконгейкерньк систем. Вместе с тем, эта методика позволяет также оценить эффективность ГКТТ и целесообразность его использования в различных областях народного хозяйства. Как известно, одним из основных показателей эффективности такого транспорта являются энергозатраты. Поэтому бальной интерес

представляет сравнение по энергозатратам ГКТТ с другими гидами трубопроводного транспорта. Для случая перевозки сыпучих материалов ГКТТ целесообразно сопоставить с обычно гидротранспортом пульпы, а для вязких'жидких грузов - с обычным трубопроводным транспортом этих продуктов.

Выполненная проверка показала, что при прочих равных условиях, транспортировка грузов в контейнеоах, как правило. Солее эффективна, чем использование других видов трубопроводного транспорта. Причем, для сыпучих грузов это преимущество будет тем больше (2-3 раза ), чем вьше крупность и ниже плотность транспортируемого груза, а для вязких продуктов 2ыкгр1и в энергозатратах тем значительней ( 2-4 раза), чем выае вязкость транспортируемых материалов.

В связи с этим пслучешшй результат позволяет рекомендовать ГКТТ прежде всего для перевозки указанных вине вязких и дисперсных грузов. Вместе с тем, в работе предложен достаточно эффективный способ более значительного снижения энергозатрат путем введения в п*дрокштейяерный поток «алого количества различных полимерных, добавок. Согласно полученный данным, в этом случае удается еце в несколько раз снизить энергозатраты, а производительность системы при этом остается- практически постоянной (рис.12 ). Этот результат может быть использован при проектировании как напорных, гак и безнапорных систс-м ГКТТ.

При рассмотрении вопросов, от.чося^кся к проблеме ГКТТ, з работе, кроме чисто гадродкнамичесгак аспектов, обсуждавтся и даются конкретные рекомендация по практическому использование! отдельных элементов и узлоз подобного ро.^з сиспей. 3 частности, рассматривается вопрос использования кольцевого эжектора л конкретных безнасосных установок дач создания на основе ГКТТ различных вариантов внутризаводского транспорта на нефтехим;ческк>: и друг-,и предприятиях. Кроме того, обсуждаются различные варианта применения новых типов контейнеров С одноразовые, сетчатые контейнеры и т.п.).

Б четвертой гладе диссертаций представлен краткий обзор к анализ отечественных и зарубежных райат, посвяагккык исследованиям в области пневматического -транспорта твердых дисперсных <.-.:.-териалов. Большой вклад в расчет пневмотранспортных систем внесли Г.ВельаоФ, В.К.Втюрин, Р.Гансюргек, Б.З.Квеско, А.Кусида, Е.Морйкава, П.Г.Михайлов, Р.И.Нигматулин, А.Е.Смолдыреь,

С.Е.Сакс, Я.Урбан, Б.А.Езаб, А.А.Ерайбер я другие исследователи.

Иэ выполненного обзора сладует, что к настоящему времени Ее разработана обобщенная методика аэрод»й?шческого расчета пкев-мотрзяспортных систем, которая была бы применима для широкого диапазона изменений условий ¡гаевмотранспартировааия. Имевшиеся расчетные зависимости носят эмпирический или полуэшшрическш характер,и область применения этих зависимостей весьма ограничена даже в предположении несжимаемости несущей среды.

В случае» когда необходимо учигыаать сжимаемость газовой фазы, задача существенно усложняется и для ее решения - -требуются более соверсевные расчетные схемы. Что касается интересующего нас случая васоконапорного пневмотранспорта ( 80-100 атм ), то для таких систем в литературе вообде отсутствуют какие-либо теоретические и экспериментальные данные.

Таким образом, для разработки инженерных методов расчета вы-соконалорного пневмотранспорта . объем выполненных исследований оказался недостаточным. Поэтому кебходиш продолжить эти исследования как в теоретическом, . так и в экспериментальном плане и на их основе разработать обобщенную методику аэродинамического . расчета магистралькык пкевмотрзаопоргных систем, откосядувся, прежде всего, к прямолинейным горизонтальным участкам трубопровода. Ршекиа этих вопросов посвящены последующие главы диссертации.

, В пятой глазе' диссертация изложены еснозные особенности построения осредненных динамических уравнении для случая напорного движения сжимаемой, гетерогенной среды - газовззеси. При описании таких потоков использовался, аналогично ГКП, вероятностный метод осреднения случайных полей гидродинамических величин. Совместное использование этого- метода с элементами теории обобщенных функции позволило построить систему осредненных по вероятности динамических уравнений для континуумов, моделирующих газовую и твердую фазы.На базе этих уравнений построены упрощенные математические модели дэкьааня газовзвеси а горизонтальных трубах . Так, в рамка* одномерной задачи для рассматриваемых течении была получена следузэдзя система динамических уравнений <

-ц. -- о,

01 ах

( г - э ) эр» ( 1 - б ) -:-+ ---- О.

•31 Сх

б\г5 игр

р35 -+■ Рг- (1 - 5) --+ (/аЭТвЗа -+

с! сь ах

С 14 )

СЛ'г- О? О? + «ре (1-3)^3^- - - - + ( - )» ,

вк Зх 5х

, р -

УГ - Уа - 2.

Первые два уравнения предста&ляет собой уравй*кш сохранения казс соответственно для мер»«« чзегпц а третье уравнение является уравнением ксяитеегаа датчик ч да? гз?сч:эь«с..: четвертое уравнение предстязия^т ссС-ей ус.авшяз» ссстс-янлл кодового газа и .наконец. пятое - уоа*ьен«й сгггк ы-лцу скоксгя-ми газа и твердых частиц.

3 системе уравнений С 14 ) вреда» оледувгге -бозг-зчекия: и V™ - средние по лло&адн зазеоечыого сечвюя зетска концентрация, скорости движения твердых части; « газа: гв а гь. -коэффициенты Вусзии«ска для твердой и газовой фаь, утаазахзк-влияние неравномерности распределения осреднениях скоростей ;::> величину количеств двоения фаз; р3 и ре - плотность твердых частиц и газа; ? - давление газа; К - универсальная газовая постоянная ; Т - абсолютная температура газа, которая для изотермического потока газовзвесн принимается постоянной для обеих фаз и

окруазяцей среды; (БР/Зх)» характеризует гидравлические сопротивления для установившегося равномерного движения газовэвэси без учета сжимаемости несущей среды.

Определение значений коэффициентов а й? явилось задачей самостоятельных исследований. Дело в том, что горизонтальлые потом: газовзвесей, в отличие от потоков однородных газов, характеризуются в обцем случае Солее неравномерным распределением ос-радненных скоростей по лшвому сеченш, что обусловлено неравномерным распределением концентрации твердых частиц по глубине потока. Следовательно, в потоке газовэвеса значения коэффициентов ве и ве могут быть больше значений коэффициентов Еусоинеска в соответствующем потоке однородного газа.

В работе эти коэффициенты вычислялись на основе экспериментальных данных по измерен™ профилей скоростей и концентрации при пневмо- и гидротранспорте твердых материалов по горизонтальным трубам. Оказалось, что для исследуемых в работе режимов движения Вз и остается практически постоянными величинами, что значительно упролрет чиоленнуи реализацию системы уравнений ( 14 ).

Особое внимание а работе уделено определении величины . (ар/Эх ),, которую арз' численном ренения системы ( 14 ) необходимо знать на каждом расчетном шаге по коордкнгге и времени. В этой связи дополнительно решалась задача разработки научно обоснованного метода расчета основных параметров пневмотранспарткроваккя ( удельные сопротивления и критические скорости Укр ) при движении гаэовзвеси а трубах без учета сжимаемости несущей среды. Учитывая полное отсутствие расчетных зависимостей и опытных данных для подобного рода потоков, в диссертации ' был использован несколько нетрадиционный подход к решении поставленной задачи.

Известно, что основное отлична газовзвесей от гидросмесей заключается а различии физических параметров ( плотность и вязкость ) несущей среды. Несмотря на это, при прочих равных условиях потоки газовзвесен и гидросмесей в трубах до своему характеру во многом идентичны. Они характеризуемся осевой асимметрией скоростного поля и неравномерным распределением концентрации и крупности твердых чзсх*щ по глубине потока. При гидро- и пневмотранспорте идентичным оказывается и характер зависимостей гидравлическое сопротивлений а критических скоростей от определяющих их параметров. Кроме того, физические свойства газовых носителей при высоконашрнои пневмотранспорте приблизится к физи-

ческим свойствам воды. Учитывач вьшесказанное, при определении градиента давления ( СР/Зх)» и критической скорости У^о в работе за основу принята и модифицирована обобщенная методика гидравлического расчета пульпопроводов, разработанная в ИГМ КАК Украины под руководством С.Л.Криля. Для проверки ее достоверности расчетные значения параметров (ВР/Сх)» и сопоставлялись с расчетными значениями соответствую®;« параметров, полученными ирл прочих равных условиях по известным методикам расчета традиционного пневмотранспорта. В качестве твердого материала был выбран мелкодисперсный уголь со средним диаметром частиц 0.85-10"4 и и плотностью 1500 кг/м3.

Некоторые результаты этой проверки представлены на рис.13-14. Как видно из этих рисунков,,предлагаемый метод расче-. та достаточно хорошо согласуется с известная! зависимостями для определения гэдраашпесклх сопротивлений и критических скоростей пневиотранспортирсвания при обычных давлениях. Что касается высоких давлений, то результаты расчетоз согласуются тохе удовлетворительно. "от факт, что предлагаемый алгоритм расчета (СР/Эх)* и Ущ» достаточно хорошо работает для случая пнезмотраспорта прк ' обычных давлениях и традиционного гидротранспорта дает нам основание сделать предположение об относительной универсальности этого метода. Поэтому есть оснований ожидать, что гатЕресукцзя нас промежуточная ( между обычньст гидро-и пневмотранспортом ) область высоконапоркого пневмотранспорта в первом приближении может быть расчитана согласно предлагаемому алгоритму. Одначо для окончательной проверки предлагаемого алгоритма расчета параметров (БР/Эх)* и '-¡ко необходимо провести специальные экспериментальные исследования параметров ниезмотранспортирозания при высоких давлеши а потоке различных газовых носителей. Ясно, что в настоящее время выполнять тайге исследования достаточно сложно. Поэтому в диссертации были проведены специальи-л эксперименты по определению пзраметроа трубопроводного транспорта несжимаемых двухфазных потоков,. частично моделирующих движение газозз-веси при высоких давлениях.

Результатам экспериментальных исследований посвящена шестая глава диссертации.

При проведении зтих исследований было учтено, что при высоких давлениях свойствз газоззвеси приближаются к соответствуют свойствам гидросмеси. Поэтому, подобрав гидросмесь с достаточно

высокой относительной плотностью дисперсного материала, можно, в какой-то мере, моделировать по плотности движение гаэовэвеси прл высота давлениях. Ери этом, чем выпе будет плотность твердых частиц, тем лучве свойства гидросмеси будут отвечать свойствам кнтересущей нао газовззеси.

Для проведения такого рада модельных экспериментов был . смонтирован экспериментальный стенд,оборудованный трубой с внутренним диаметров 25.4 мм .На стенд-.- были установлены все необходимее приборы и устройства, позволяющие измерять основные параметры гидротракспортировакия- : критические скорости, средние скорости потока а такхе гидравлические сопротивления.

Для проверки ЕйЦслнэсти данной установки были проведены тестовые эксперименты с хорошо изученным материалом - песком, которой одновременно использовался для слифозки зтенок трубопровода с цель» получения постоянной пероховазости. • Основная серия отлов проводилась с мелкодисперсным медным порокком, плотность которого составляла 8473 кг/к3 , а средни"! диаметр 42.1 мкм. Гран состав этого материала определялся ка лазерном анализаторе микронной зернистости " РЮ 7000".

Всего в результате экспериментальных исследований было проведено 45 серий опытов : 3 серии при движении чистой воды, 19 серий при двккении зодопесчаных смесей и 23 серки при движении смеси воды и медного поросла.

Полученные экспериментальные данные с водопесчакой смесью качественно и количественно хорошо соответствуют известным данным по гидротранспорту песка, полученным ка других установках. Кроие того, с этими данными вполне удовлетворительно согласуются расчетные значения соотзетстьувцкх параметров.

Особый интерес представляет сравнение опытных и расчетных данных при гидротранспорте медного воронка, поскольку в этом случае, как уже отмечалось, имеет место частичное моделирование ПЕсБиотранспорта при высоких давлениях. Результаты сравнения критических скоростей и соответствувдих км удельны;-: гидравлических сопротивлений представлены на рис.15-16 и свидетельствует о надежности предлагаемого метода расчета параметров (аР/Ох)* и Укя при высоких давлениях.

Седьмая глава диссертации посвяцена решению основной задачи исследований - разработке методики аэродинамического расчета высоконапорного пневмотранспорта.

Для замыкания системы уравнений ( 14 ) детально рассмотрен вопрос о задании Функциональной связи между средними серостями фаз в потоках рассматриваемого класса. 3 результате получено следующее зыраг.екиг относительной скорости движения фаз:

Б - Зр

Ус - Ус - V --( 15 )

Э (1-5)

где Эр - расходная концентрация, разная отногсениэ объемного расхода твердых части; к объемному расходу газовзвеск; V =» 3 + + V» (1-5) -средняя по расходу скорость движения смеси. Велмяна Зр, в общем случав, переменна от сечеяюэ к сечению и при ее определении допускалось, что в данном сечения поток квазистационарный и кваэкоднородный, а газ при заданной температуре несжимаем.

Многочисленные результаты расчетов величины , полученные для различных условий транспортирозакия, показали, что для определения этой величины мсино пользоваться следующей обобщенной зависимостей :

3 '/кр Б» - Б С 1-Г(0 (1--)2лв ( - )1-®°3;

• 5е V

ffe) - 0.45 [14-sisn$, th (О.So7 I % |°-el; ( 15 )

t - lg Res - O.SS,

где Res - vs ös/ - число Рейнольдса, выраженное через гидравлическую крупность твердых частиц п$, ш средний диаметр uS и кинематическую вязкость несуще* среды 3? _ предельно зозмож-язя концентрация газовзвеси.

Тагам образом, система уравнений ( 14 ) с учете« (15 ) и (16) является замкнутой по отнесении к параметрам рг, 3, Vs, Р, Vff и ( SP/öx)» . Причем, несмотря на одномерность потока, система уравнений ( 14 ) учитывает Еосредстзш. параметров (ОР/бх) • и Sc, а также,- в обцем случае, посредство« кзэффкджнтоз 3S а з?

неразно) :ерное распределение концентрации и скоростей по живым сечениям потока. Данная система уравнений в диссертации реиалась на ЗЕМ, при этом в каждом конкретном случае необходимо было задавать соответствующие начальные к гракичяк« условия.

Первоначально в работе бьи рассмотрел наиболее ва¥лый о яраыической точки арен;.я случай стационарного неравномерного движения газовзвеса. Как следует из уравнений неразрывности, в этом случае шеет место закон постоянства массовых расходов дисперсного материала а несущей среды:

Ps S Vs « const,

í 17 )

Pe (1-S) Vg. - const.

Сама ае система уравнений ( 14 ) сводится к системе обыкновенных дифференциальных уравнений и для ее численной реализации был использован модифицированный метод Рунге-Кугта. При этом значения параметров SD я (5?/<Эх)* , входящих в ( 14 >, на каздоы расчетном ваге по координате определялись на оснозе отдельных Пйдгрограм.

Расчет производился по следующей схеме. Для определенной несущей среды, а тага» заданных характеристик дисперсного материала, диаметра я длины тршепоргного трубопровода выбирались интересующие нас значения обьешой концентрации 3(0) и давления Р(0) а начальном сечении трубы. Тем самым конкретизировались грааичные условия для S и Р.

Диапазоны изменения этих величин определялись следующим условием:

О С SCO) < Se и 5 атм < Р(0) < 100 атм.

Что касается аналогичного граничного условия для средней скорости газовзвеса в начальном сечекил трубы V(0), то при расчет гх для заданных 3(0) и Р(0) выбирался релим течения близкий к критическому Vkp (О).

Были проведены многочисленные расчеты основных параметров движения гаэовэьеой для широкого класса дисперсных материалов и различных газовых носителей (воздух,природный газ, продукты сгорания, углекислота и т.д.). При этом для заданных условий пнев-мотранспорткрования особенно вамно было установить закономер-

нооть изменения вдоль длины трубопровода тех параметров', которые связаны меаду собой балансовым соотношением ( 17 )длл газовой .фазы. В нааеы случае это скорость движения газа Ve, его плотность р? и средняя объемная концентрация газовзвеси 3.

Характерные зависимости зтях параметров от длины транспортного трубопровода при различных давлениях представлены на рис. 17 -'18'. В этих примерах расчета в качестве исходного твердо." о материала был выбрач мелкодисперсный уголь со средни.! диаметром частиц ds = О.85- 10~4 м, плотность» ps - 1500 кг/м3, а в качестве несущей среды использовался природный газ при температуре t - 20° С. Приведенное на рис.17-13 зависимости позволяют сделать ряд принципиальных выводов. Так, при относительно невысоких рабочих давлениях для обеспечения заданного рехимз движения газовзвеси ухе на начальном участке трубопровода требуются достаточно высокие скорости транспортирования, которые могут значительно превыпать экономически эффективные скорости газа з таких системах. ¡Срсме того, по мере расширения потока скорость двзие-ния газа макет приблизиться к скорости звука. Следовательно, зри относительно ■ невысоких давлениях пневмотранспорт на Сольете .расстояния-становится практически невозможным. Картина течения существенно .изменяется, если рабочие давления в системе повысить в несколько раз. В этс-м случае начальная скорость тгкевмотранс-портированкя значительно уменьаается. При этом наблюдается такче небольшое изменение скорости вдоль потока и при давлениях зыае 60 атм протяженность'транспортного трубопровода «окно довести до 100 км. Данный результат,на наш взгляд, является принципиальным и з определенной мерз может служть обоснованием работоспособности магистральных пневмотранспорта!« систем. Причем, как следует из выполненных расчетов,с точки зрения аэродинамики этот 2йД транспорта выглядит весьма персаекгивным и позволяет избежать те многочисленные сложгастя, шторке возникай? при эксплуатации традицвонтдс "пяввмотранспоргяых .систем.

Учитывая, что з системах магистрального, равно как и традиционного пневмотранспорта, могут ямоть «вето различного pop; тепловые процессы, в диссертации рассмотрен такие наиболее общий случай - неизотермическое двикение газовэзеси, когда температуры газовой и твердой фаз изменяются в пространстве и во времени. Б этом случае к вести неизвестным в системе уравнений ( 14 ) добавляется еще две - температура газа Т и температура тзерднх

частиц Г5 . Поэтом/ к системе уравнений ( 14 )присоединяются еще два вспомогательных уравнения: уразнение полной осредненкой. энергии гьзовзвеси, и уравнение изменения внутренней энергии твердых частиц вследствие их теплообмена а окруааюцей средой. В случа*, когда существенную роль играет только конвективный теплообмен и частицы имеют сферическую форму, уравнение теплообмена мелду разами принимает вид:

<51е 5 а&

----:-< т. - т >, (18 ) •

<11 СаРеСЗв

где «л и С« - коэффициент теплоотдачи ' и удельна1! теплоемкость твердого материала.

Обгзш алгоритм численной реализации полученной таким образом системы уравнений в принципе не отличается от описанного выше алгоритма решения задачи об изотермическом движении газовзвеси.

В работе прежде всего была решена задача об учете ' теплообмена между фазами в трубопроводных пневмотранспортных системах работал®« при различных давлениях. Для практики важность' решения такой задачи связана, в основном, с расчетом участков трубопроводов вблизи компрессорных станций и узлов загрузки.. Кроме юго, решение такого рода задач позволяет в каздом конкретном случае установить время выхода системы на заданный режим работы и оптимальным.образом организовать работу всего гидромеханического оборудования.

На рис. 19 в качестве примера представлены характерные зависимости изменения температуры фаз от длины транспортного трубопровода при определенном грансосгаве дисперсного материала..

Аналогичным образом ренена задача, связанная с учетом теплообмена между ; газовзвесью и внешней средой- - стенкой трубы . Одю» из результатов решения этой задачи приведен ва рис. -20 (здесь Тег - температура стенки грубы ).

а конечном итоге сделан вывод о том, что при раочете напорных пневмотранспортных систем учет термодинамики не только желателен, но и необходим, особенно для протяженных трубопроводов. Только б такой обшей постановке молно наиболее строго установить основные закономерности движения газовзьеой ь трубах с учетом

всех основных факторов, определят« работу такого рода систем.

В диссертации исследовали также и нестационарные режима пневмотранспортирсваяия. Результаты этих исследований позволяют . обеспечить надежность работы трубопроводных пневмотранспортных систем, особенно работаашггх при высоких давлениях.

Из опыта эксплуатации -подобного рода установок известно, что в процессе работы возможны постоянные изменения условий транспортирования, а это, в свод очередь, может вызвать резкие и часто опасные колебания давления и расхода, поэтому ухе на стадии проектирования, необходимы методы расчета неустановившегося движения, позволяющие определить возыокные колебания давления и расхода при различных режимах эксплуатации транспортам систем. На основе этих методов можно получить необходимые сведения длп расчета и выбора системы защиты трубопроводов от чрезмерно высоких давлений, а. также для расчета и наладки систем автоматического управления и агенты.

В настоящее время известно незначительное количество работ, посвященных репенко подобного рода задач. Предлагаемые в этих работах подходы, -как, правило, содерасат ряд допущений, что в отдельных случаях ыохет оказать влияние как на характер, так и на величину определяющих.гидродинамических параметров.

3 самом общем виде' задача о нестационарном движении сжимаемой гетерогенной среды для случая, яапр¡шер, одномерного и изотермического приближения должна решаться на основе общей системы уравнений (14 ). Для ее замыкания к этой системе необходимо присовокупить соотзетствутошие начальные и граничные условия.

В диссертации, кроме непосредственного численного репения системы ( 14 ), рассматривались такхе и другие упрощенные модели. В частности, используя, как к ранее, метод аналогий мехду гндро- а высоконапсрным пневмотранспортом, одновременно изучалось и нестационарное движение в приближении несжимаемой гетерогенной среды. Тем саиш была предпринята попытка сделать определенные обобщения при расчете переходных процессов в различного рода напорных трубопроводных, системах.

Так, обдая задача нестационарного даихения несжимаемой гетерогенной среды, сформулированная в разках одномерной задачи, является частным случае системы С М ) и сводится- к решению системы двух уравнений в частных производных:

- 30 -

ар еср'О х (VIV ----+ р-,

5х 31 20

С 19 )

Б? В (р\'> ---с- - ,

01 8х '

где с - скорость распространения звука в смеси.

В работе при численной реализации систем уравнений ( 14 ) и ( 15 ) были использованы явные разностные схемы Лакса и-Лакса -, Вендгоффа, которые хорошо зарекомендовали себя в области газодинамики.

В процессе численного моделирования возникла необходимость решения еде одной принципиальной зада--«!. Как известно, при проведении подобного рода расчетов траднцкоино принималось, что коэффициент гидравлических сопротивлений л, входяпзй в ( 14 ) глц ( 19 ), определяется ка каздом расчетном шаге строго из условий стационарной задачи. Однако последние исследования, выполненные, в основном, за рубе:*ом, доказали, что такие допущения'являэтся, вообще говоря, не достаточно обоснованными. Кроме того,.как уже отмечалось, магастральные и разветвленные трубопровода представляют собой достаточно, слоануо сеть, • на которой имеются различные местыые сопротивления (, ( зздз;мки, регулярувпзя арматура, изме-ненк. диаметра и т.д.). Значения этих коэффициентов "определяют обычно тоже исходя из условий стационарной задачи.

5 этой связи некоторые принципиальные вопросы, относящиеся к учету фактора нестационарнооти при определении коэффициентов X у. 4 . также наши свое отражение в данном разделе диссертации.

На основе предложенных численных алгоритмов в работе выполнены многочислен:»:-© расчета разного рода переходных процессов в системах трубопроводного транспорта одно- я двухфазных сред: запуск г. остановка ( плановая и аварийная) трубопроводных систем, загрузка трубопровода дисперсным материалом, гидравлический' удар при внезапном и плановом закрытии эадгиккя и т.п..

Ка рис. 21-24 приведены отдельные примеры выполненных расчетов.

В частности, расчетную зависимость изменения давления в системе при аварийном отключении электроэнергии можно проследить

- 31 -

на риа. 21, где приведена также и опытная кривая Р - P(t).

Значительный интерес для практики представляет задача загрузки транспортного трубопровода дисперсным материалом. Такой процесс может Сыть реализован- различными способами. Например, возможным является одновременное регулирование работу нагнетательного аппарата и загрузка транспортного трубопровода дисперсным материалом. Наряду а этим может быть реализован и вариант загрузки, когда первоначально происходит выход систеш на заданный, например по давление, рехяы работы, а затем начинается загрузка трубопровода до требуемой консистенции. В зависимости от выбранного варианта,существенным образом зависит характер и время выхода система на устойчива;'! режим транспортирования.

На рио. 22-23 приведены характерные зависимости ■ изменения основных параметров пневмотранспортирования от времени при втором варианте загрузки трубопровода указанным выше дисперсным материалом. Здесь, как и ранее, расчеты проводились для мелкодио-персного ух ля, а в качестве несущей среды был выбран воздух при t - 20°С.

На рис. 24 представлены некоторые примеры расчета нестационарного движения угольной суспензии при внезапном и постепенном закрытии задвижка ( Та.- время закрытия задвижки ). Как видно из этого рисунка, изменяя время закрытия эадзихки, можно существенным образом снизить максимальное давление и тем самым избежать аварийной ситуации. Поэтому для каждого конкретного случая вопрос о необходимом времени закрытия задвижки должен Сыть решен путем расчета, исходя из характеристик конкретной транспортной системы. Наряду с этим, как было показано в работе, вблизи места расположения регулировочных задвшек желательно устан-зливать соответствующую предохранительную арматуру.

Рассмотренные выше примеры расчета позволяют судить о том, как на основе реиения системы ( 14 ) или С 19 ) можно рассчитать и, в конечном итоге управлять, установившимися и переходными процессами а напорных пневмо- и гидротранспортных системах. При этом предлагаемые расчетные алгоритмы позволяют также прогнозировать нежелательные азарийные ситуации, которые могут возникнуть при эксплуатации подобного рода установок.

- 52 -

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Б диссертации получены следующие основные результаты:

I. Построены математические модели турбулентных течений . гвдр^гХ'Итейкерных смесей и газовзвесей в трубах, на основе кото-• рых установлен ряд принципиальных особенностей этих течений и разработаны структурные схема гидро-" и аэродинамического расчета систем гидрокс'ктейкерного и выссконалорного , пневматического ■ транспорта различных материалов.

Я- Проведены широкомасштабные экспериментальные . исследования динамических и кинематических параметров гидротранодортиро-вания контейнеров раз-жкой плавучести на горизонтальных, поворотных и наклонных участках трубопровода. Выполнены специальные • эксперименты, моделирующие движение газоззвеси при высоких даэ-дениах и отношениях плотностей фаз. Полученные экспериментальные-данные существенно дополняют.и расширяют кмещийся в . литературе опытный материал.

3. На основе теоретических и экспериментальных исследований ; созданы научно обоснованные методики расчета гидроконтеинерного ' и выооконапорного пневматического: трубопроводного транспорта, представленные • в виде. численных -алгоритмов и программ расчета. установившихся гидроконтейнерных потоков на горизонтальных, поворотных и наклонных-участках трубопровода, а также отационар-кых и нестационарных течений газовзвесей в трубах при высоких давлениях с учетом теплообмена в системах магистрального пнез- ' мотранспорта.

4. Установлена достоверность разработанных, методик гидра -и аэродинамического расчета гидроконтейнерного и высоконапорного пневматического транспорта, определяемая вполне.удовлетворительным соответствием расчетных параметров . зксперииектаяышм данным в широком диапазоне изменения условий транспортирования, что позволяет рекомендовать эти.методики для практического использования. .

5. Показана принципиальная возможность и эффективность ( по энергозатратам ) реализации промышленных и магистральных-систем гидроконхейкеркого и ььсоконалорного пневматического транспорта для перекачки по трубам различного рода жидких продуктов и твердых дчсперсных материалов. В частности, .при перекачке высоковяз-ви. ;оцких и любых сыпучих грузов гидроконтейнеркый транспорт

оказывается значительно эффективнее традиционного трубопроводного транспорта нефтепродуктов и пульпы. Использование высоконапорного пневмотранспорта представляется наиболее перспективным при перекачке измельченного угля в потоке таких газовых носителей, как природный газ, продукты огорання и углекислота, смеси которых с углем характеризуются повышенной калорийность» при сжигании.

6. Предложены рациональные конструктивные и технологические решения, которые могут найти сЕое применение при проектировании конкретных систем гидроконтейнерного и высоконапоряого пневматического транспорта.

. Таким образом, в диссертации осуществлено теоретическое обобщение и решение крупной научно-технической проблемы, связанной ■ с разработкой научно обоснованных методов расчета новых видов трубопроводного транспорта и имевшей важное народнохозяйственное значение.

Ш МАТЕРИАЛАМ &ICCEFTА1Щ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЩ1Е РАБОТЫ :

1. Гидравлический трубопроводный транспорт контейнеров (теория и эксперимент ) //Мокогр.- Киев : Наук.думка, 1SS3, 124с. ( соавторы Олейник А.Я. .Кзрасик В.М., Криль С.И. и Очереть-ко В.О.).

2. Гвдрагличеокий трубопроводный - транспорт контейнеров //Моногр. Теории и прикладные аспекты гидротрзкспортирования твердых материалов.- Киев : Наук.думка, 1S81, с.325-352 { соавтор Криль С.й.).

3. Распределение концентрации твердых частиц по глубине вы-оококозцентрированного ,вэвесенеоуц^го потока // Сб.Гидромеханика,- Киев: Наук.дуыка, 1977, М 34, с.65-72 ( соавтор Криль С.И.).

4.Метод расчета осяовкьк параметров гидравлического контейнерного 1 трубопроводного транспорта // Тез.докл.и сообщений Бсе-союзн.конф.по трубопроводному контейнерному транспорту.- г&оквз: 1S77, 0.13-14 ( соавторы Карасик S.U. и Криль С.И.).

5.Экспериментальные исследования гидротранспорта контейнеров по трубам а тез.докл.и сообщений Всесоизн.конф. по трубопроводному контейнерному транспорту.- Москва: 1977, с.20-22 ( соавторы Карасик ВД(., Кондаков J5.К., Криль С.И.и Очеретько Б.О.).

— o-i ~

6.Экспериментальные исследования основных параметров гидро-контейнеркого транспорта на прямолинейной установке // Сб. Математические методы исследования гидродинамических течений.- Киез: Каук.думка, 1S78, с.140-144 ( соавторы Огдеичев Б.Б. к Харчекко А.Г.).

?'. Исследования основных характеристик при гидротранспорте одиночных контейнеров на прямолинейных участках трубопровода // • Сб.Гидраздика и гидротехника.- Киев; 1979, И 27,с. 60-62 ( соавтор очеретько 3.0.).

8.Экспериментальные исследования гидротранспорта контейнеров нейтральной плавучести // Сб.Гидромеханика.- Киев : На-ук.думка, 1973, N 39, c.S5-10Q ( соавтор Очеретько B.S.).

S.Некоторые результаты исследований основеых параметров гадровзкгейнериого трубопроводного транспорта // Виснык АН ' УСС?.- Киев : Наук.думка, 1973, К 8, с.51-60 ( соавторы Олейыик А. Я, Карасик В.М. и Криль С.И.).

10.0 гвдротранспорте ке^кгл и нефтепродуктов в контейнерах // Сб.Проектирование и строительства трубопроводов и газовефтепро-мысловых сооружении.- Москва : 1380, N 2,0.34-39.

11. Исследование гидротранспорта контейнеров нейтральной-плавучести // Сб. Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводе- , родного сырья.- )>!осква : 1980, Н 3,с.27 ( соавторы Карасик В.М.

и Очеретько B.C.).

12.Соотношение расходной и действительной концентрации твердого материала при гидротранспорте //. Тез.дока.и сообщений Всесоизн.кокф.Трубопроводный гидротранспорт твердых материалов.- ' Москва: 1531,0.43-49 С соавтор Криль С.К.).

13.Гидравлический трубопроводный транспорт сыпучих материалов в контейнерах //Сб.Интенсификация транспорта и складирование отходов производства в условиях ограничения земельных ресурсов.-Ленинград:1982, с.44-43 ( соавторы Карасик В.М., Очеретько В.в.и Садеичев З.Б).

14. Теоретические и экспериментальные исследования-гидротранспорта контейнеров ка прямолинейных, наклонных и поворотных участках трубопровода // Тез.докл.Бсесоизн.конф.Контейнерный трубопроводный транспорт.- Новополоцк : 1384, с.17-13 ( соавторы Карасик B.W., Краль СМ., Очеретько S.w.и Садеичев В.Б ).

3 5. Исследование гидротранспорта контейнеров в разбавленных растворах полимера // 7еэ. докл. Бсессюзн. конф. Контейнерный

трубопроводный транспорт.- Новояолоцк : 1534, с.54-55 С соавторы Бобоев Л.Г. и Садеичез Б.Б ).

16.Исследование структуры и динамических параметров потоков высокой концентрации //Сб.Совершенствование технологии складирования отходов - Ленинград: 1584 с.34-37 ( соавторы Карасик Б.М., Витоикин Я.К. и Былым П.А._).

17. Исследование гидротранспорта контейнеров на наклонных л вертикальных участках трубопровода //Сб.Гидромеханика.- Киев: 1384,. N 50, с.73-77 ( соавтор Оаденчез В.В ). Англ.перевод - The investigation of capsules hydraulic transport on inclined and vertical pipeline sectim.Fluid Mechanics. Soviet Reseach

«Scripta Technica , USA, 1S85,vol.14,p.116-121.

18.Энергетические затраты при гидротранспорте контейнеров и способы их снкяеиил // Тез.докл.Бсесоаэн.конф. Спецтранс 85. -Шсква: 1985, 0.14-15. С .соавтор Оадеичев В.Б. ).

19.Метод гидравлического, расчета . концентратопроводов // Тез.докл. Йсесоазн.конф.Трубопроводный гидротранспорт твердых материалов.. -.Москва: 1SS3, о.52сЗЗ. ( соавторы Криль C.Jí., Карасик В.М.,0черетько Б.О., побоев Л.Г. ).

£0.Методы расчета основных параметров гкдротранспоргироза-ния концентратов // Прикладные исследования гадротранспортирова-ния продуктоз обогащения минерального сырья. - Ленинград: 1987,0.43-47 С соазторн Криль С.К..Карасив Б.М.,Вобоев Л.Г.).

21.Расчет переходных процессов в системах трубопроводного транспорта твердых дисперсных материалов // Тез.докл. IV Рес-публ.конф.по прикладкой гидромеханики.. • -Киев : 1S87, с.33

( соазтор Орлова Л.С.).

22.Влияние полимерных добавок на параметры гидротранспорта контейнеров по трубопроводу //, Сб.Гидромэханика,- Киев :1588, М 57, с.66-69 ( соазтор Садеичев В.В.).

23.Аэродинамический метод расчета основных параметров магистральных- углегазотранспортных систем. У/ "еэ.докл.Рес-публ.конф. Проблемы пневмотранспорта. -Севастополь .* 1533, о.6-7 ( соавторы Криль С. Я. и Орлова Л. С. ).

24. Experimental investigation of behaviour of caosules conveyed by water in bend pipe // Vodosp.Cas.- Czech, Sep., Prague:1SS9,M 37, р.Б22-536 ( соавторы Бласак П. .Садеичев B.B. >.

25.Распределение концентрации твердых частиц по поперечному сечения потока гидросмеси в наклонной трубе // Сб.ГидршехЕни-

- за -

ка.-Киев : 19S0, N 62, о.1-5 ! соавторы Криль С.К..Кудрявых Б.М.). Англ. перевод - Distribution of Solid Across an Inclined Pipe Carrying a Slurry Flow. Fluid Mechanics-Soviet Keseach , Vol 21, Ho.l, January-February , U.S.A., 1952, p.137-142.

26.Numerical modelling of transitional processes in pressure hydrotranaport systems // Application of Computers in Hydrotech-nics arid Water Sourse Protection.- Bulgaria, Vama : 1S90,' p. 106-115 ( соавторы Криль С.Л., Орлова Л. С. }.

27.К расчету скорости трогакия'контейнера на прямолинейных и кризсиикейшх участках трубопровода // С5. Гидромеханика.-Киев : 1993, К 63, С.79-В1 ( соазтор Садеичев В.В.).

28. НшеПса! calculation of the main paraieters of the the pipeline transport of compressible heterogeneous media // Hydroaechanization 7, Bulgaria, Varna: 1391.р.2б-30 ( соавтор Орлова Л. С.).

23. Possibility of using capsule pipeline .transport In raining arid extractive industry arid construction //Hydromechanizat.7, Bulgaria,Varna :1331,p.25-30 ( соавторы Власак П..Садеичев В.В.)

30. numerical calculation of non-stationary processes in pressure hydrotransport systems // 7th International Conference Transport and Sendimentat ion of Solid Particles - Poland,' Wroclav: lS92,p.!01-lG4 ( соавтор Орлова Л.С.).

Si.К вопросу о пневмотранспорте'угля в магистральных газопроводах // Сб.Гкдромехакика. - Киев : ' 1993, К 67, 0.91-S4. ( соавтор Орлова Л.С. ).

32. The hydrodynanio aspects of high pipeline transport of dispersion materials In flow of compressible media // Hydrmechanisation 8.- Bundesrepublic Deutschland, Magdeburg: 1593,E. 1-4. ( соавтор Собота И. ).

33. Capsule pipeline transport of highly viscous oil and oil products // Fluid mechanics and hydrodynamfcal aspccts of biosphere, Czech Republic.- Prague : 1993, p.iS2-lSS. ( соавтор« Елъсал Ti., вадеичев Б.В.).

34.Fur>dar«ntal and applied aspects of capsule pipeline transport //Fluid mechanics and hydrodynamics! aspects of biosphere, Czech Republic.- Prague : 1933, p.235-240. { ооавторы Власак К., вадеичеь В.В.).

35. Использование электродиффузионного метода для диагнос- ' • тики кинематической структуры напорных вэвесенесущих потоков

//Сб. Промышленная теплотехника.- Киев : 1S94.T.10', N 1, с. 107-109. ( соавторы Власак П. ,Глуценко Б.Г.,Оадеичев Е.В.). .

36.Investigation and computation of kinematic structure and hydrodynamlc lift magnitude for bodies moving in fluid under straitened conditions //Eurojisch colioguim. Effects of organized vortex motion on heat and mass transfer. - Kiev i 1S94, p.39-40. ( соавторы Оадеичев Б.З., Блаоак П. ).

37.Способ определения скорости трогания // Авт.евид. 1247767, CCC?,1SB5 { соавторы Альтшуль А. Д. ,Липский Б.К.,Троицкий Й.Н. ).

33.К расчету нестационарных процессов в напорных гицрот-ранспортных системах //Теоретическая и прикладная гидродинамика. - Киев, 1S88, деп., КРУ, 4.1, 6 с. ( соавтор Орлова Л.С.).

39.Расчет нестационарного дзихения жидкости в разветвленных трубопроводах //Теоретическая и прикладная гидродинамика. -Киев: 1983, дед., КГУ, 4.1, 5 с. ( соавтор Конозалнк Т.П.).

Верман В.П. " Гидро- и аэродинамические осеовы расчета трубопроводных систем гидроконтейнерного и высоконацорного пневматического транспорта Диссертации - рукопись. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.22.12 - Промашгекныи транспорт., Босточкоукраинский го-сукиверситег, Луганск,1SS4.

Зацшаается 39 научных работ, э том числе одна монография в соавторстве и одно авторское свидетельство.

3 дисертацИ на основ! викованих теоретичних та экспериментам них досл1дхень роэрсблек! яаукозо обгруктозан! методики роз-рачунку г1дроконтейнерного та EKCOKOKanipaoro пнеЕматичкого трубопроводного транспорту, представлен! з еиглядх члсельних' зл-горитмгз i програч роэрахукку сталях г^рогантейнврних поток!з на горизонтально, поворотнзсс 1 похилих д!лянкзх трубопроводу, а такой стащонарних та Еестац1окарних теч1й сум!пей газу í тзер-дих часток в трубах при високих тисках з урачуванням теплообмену в системах мзгЮтралького пневматичного транспорту.

Ключоз! слова : гадрококтеГгнерний та високонаШряий пнев-матичний транспорт, теоретичн! та экспериментальна дослхдхення, ггдро- та аэродинам1чний розрачуяск, г1драал1чккй cnip, середн! та критичн1 швидкост!, сумш газу 1 ТЕердих часток, висскоз'язк! кафтопродукти, д!сперсн1 Maiepiax»,.

- sa-

in this dissertation based on the performed theoretical and experimental studies the scientifically grounded methods for calculating capsule pipeline transport were developed and presented by numerical algorithms and computations for capsule pipeline transport at horizontal, turn-point and sloping sections of a pipeline and also for steady and unsteady hlgth pressure pneumatic transport while accounting for heat exchange processes in main pneumatic transport systems.

real 30 20 ti О

fit/J3"**,!- w

- {/-y'

-- 9 -oí'W

g- CoejtoJxuivti y vac"»««' '-.»<■-----

/Vc.J

'-J3, -w . 'jo' 7-Л,'"" 7.2

• i——

— • • ш • ~~ ■*—

4f

d * i- / ,,

7

/1 X J)-ÍX2~~

• -<3*o . -/У a

!

z

Рис.в

\ S • •VÁ*

d,JB -o.se

\ Kp'f.tirijc s

X

0 о HO d.ifbd

•P(SC. г

¿-/ra cví/Я

Puc.a

5

г

i&i*

/5 fiuc g

J*

0,4

oz

i e-a*'3" e-ßa-зо' о-а'«'

• -ji'o ^»■jo* - lt-ß.-*S' -»„ 0 cS^

г.° i.s vv.»A

г J

¿>oc./0

Pl'C. гг

PfC. ft

S" otos

г - rtycCx. A J - stA* V -

Cmost cJo st. С.

Wft

«А

J'tf,/S*

ЛГал-с С f.

ч"* ^ Ссхл о eg с i

J • игм

4 • С Atost cV^/v ¿t* (

s- _T.

Vî

Ре.МПа

fue. fr

"Je

(.0

f'bn&W

o.< 'И

. /s

/

t

/V

//' // ¿■/lacvm

о,/ «г

Рис, г6

Vb

ч/С Z0 rs

2~ —^

1

Рз.

гг

0.1

i г

Ркгс. Г 7

м/с /в

s -X'

л.

¿О5

fi и с. Г i

/>«а

J 0,0i О, о 7

O.oï

CtQi

o.ot

•"V Sos

r\ rt 1 e* so«**

i À / / / i-

/ M \v__... \ 4 — "1 f —

f 1 /• UС J04t/>W "" f O* Je C?it/*Krr*t г - г,-г ос J - r}.

Pvc. Si