Gidrotransport jarayonida bosimli quvurlarning gidravlik hisobi va modifikatsiyalash usuli orqali energiya sarfini kamaytirish

Tadqiqod obyekti va metodi. Bosimli quvurlarni gidravlik hisoblashda “Olmaliq KMK” AJ ning rudalarni qazish va qayta ishlash zavodlarida foydalanilayotgan gidrotransport tizimlari tanlanilgan.
Tadqiqod ishida bosimli quvurlarni gidravlik hisoblashda gidravlika nazariyasining qarshilik koʻrsatkichlari uchun grafo-analitik metoddan foydalaniladi. Gidravlik qarshiliklarni hisoblashning nazariy formulalari yordamida gidroaralashma oqimining gidravlik qarshiliklarini kamaytirish orqali bosim yo‘qotilishini va energiya sarfini tejash uchun dispers sistemalarni modifikatsiyalash usuli qoʻllaniladi.
Dispers sistemalarning modifikatsiyasi - bu suyuq polimerik bog‘lovchiga asoslangan kompozitsiyani dispers sistemalar zarrachasining teshiklari va kapillyarlariga kirib borishi jarayonidir [3].
Modifikatsiyalash usulida dispers sistemali gidroaralshmaga qo‘shimcha organik moddalar qo‘shiladi, bu moddalar gidroaralashmaning asosiy holatini o‘zgartirmagan holda qo‘shimcha xossalar hosil qilishi natijasida oqimdagi dispers sistemalarni quvur devorlariga ishqalanish ta’sirini kamaytiradi, oqimning nisbiy tezligini tartibga soladi [4].
Tadqiqod natijalari va muhokama. Energiya sarfini kamaytirishda oqimdagi qarshilik kuchlarini paydo qiluvchi dispers sistemalarning yirikligini, gidroaralashma oqimining konsentratsiyasini, oqim rejimini va Reynolds sonini (Re) hisobga olish dolzarb hisoblanadi [1, 6].
Bosimli quvurlarda oqim ikkita – uzunlik va mahalliy qarshiliklarga duch keladi, bu qarshiliklarni yengish uchun yuqori energiya sarfi talab etiladi. Bosimli quvurlarning gidravlik hisobi orqali uzunlik va mahalliy qarshiliklarni hisoblashning bir qancha metodlarini koʻrib oʻtamiz.
Uzunlik boʻyicha hosil boʻladigan qarshiliklarni hisoblashda bir nechta empirik formulalardan foydalanamiz.

1. 
   Agar quvurning ichki gʻadir-budurligi hisobga olmasak Blazius formulasidan foydalanimiz:
   

(1)
Bu yerda: Re – Reynolds soni.

2. 
   Quvurning ichki gʻadir-budurligini hisobga olgan holatda gidravlik ishqalanish koeffitsienti Altshul formulasi bilan aniqlanadi.
   

(2)
Bu yerda: – ekvivalent gʻadir-budurlik koeffitsiyenti, quvurning materiali va foydalanilgan holatiga koʻra turlicha boʻladi, d – quvur diametri.

3. 
   Gidroransport jarayonida silindrsimon bosimli quvurlarda gidroaralashma oqimi harakatini hisoblashda Federov formulasi qoʻllaniladi.
   

(3)
Bu yerda: va - absolyut gʻadir-budurlik koeffitsiyentlari.
Yuqorida keltirib oʻtilgan formulalarga asoslanib aytish mumkinki, bosimli quvurlarda gidravlik ishqalanish koeffitsiyenti Reynolds soniga, quvur diametriga, gʻadir-budurlik koeffitsiyentiga bogʻliq, bu parametrlar ham oʻz navbatida bir qancha qiymatlarga bogʻliq holda topiladi.
Uzunlik boʻyicha yoʻqotilgan bosim aniqlanadi va bu silidrsimon quvurlar uchun Darsi formulasidan topiladi:
(4)
Bu yerda; l – quvur uzunligi, d – quvurning ichki diametri, v – oqimning o‘rtacha tezligi.
Dispers sistemali gidroaralashmalar oqimining gidrotransporti davomida bosim yo‘qotilishi uzunlik boʻyicha ishqalanishdan tashqari, mahalliy gidravlik qarshiliklarga ham duch keladi va bu Veysbax tenglamasi orqali aniqlanadi.
(5)
Bu yerda: 𝛏 – mahalliy gidravli qarshilik koeffitsiyenti.
Mahalliy gidravlik qarshiliklarga quvur liniyasida qo‘shimcha bosim (energiya) yo‘qotishlarini keltirib chiqaradigan kranlar, klapanlar, zulfinlar, valflar, filtrlar, tirsaklar, quvur liniyasining qisqarishi va kengayish qismlari va boshqalar kiradi [2]. Uzunlik va mahalliy qarshiliklar boʻyicha yoʻqotilgan bosimlar yigʻindisini quyidagi formuladan aniqlash mumkin:
(6)

Gidroaralashma oqimiga qarshilik qiluvchi kuchlarni hisoblash metodlari bilan tanishgan holda, muhim bir parametrga toʻxtalib oʻtishimiz zarur, bu gidroaralashmaning konsentratsiyasi boʻlib, tahlillardan ma’lum boʻldiki rudalarni qazib olish va qayta ishlashga uzatishda yuqori konsentratsiyali gidroaralashma gidrotrotransport qilinadi, va bu oqimning tartibsiz tezlikdagi harakatiga sabab boʻladi va oqim turbulent rejimda oqadi [5].

Modifikatsiyalangan dispers sistemali gidroaralashmalar oqimi harakatining ishqalanish koeffitsiyenti λ quyidagi formula bilan aniqlanadi:
(7)

Bu yerda: – chegaraviy dinamik tezlik (organik modda turiga qarab), mana shu tezlikka erishilganda bosim yo‘qotilishi va energiya sarfi kamayib boshlaydi.

η – organik modda turiga va uning konsentratsiyasiga mos koeffitsient.
v – quvurdagi gidroaralashma tezligi.
– quvur devorining ichki absolyut g‘adir-budurlik koeffitsienti, η – organik modda turiga qarab empirik formula orqali topiladi:
η =1000*C (8)
Bu yerda C- organik moddaning umumiy konsentratsiyasi, %.
Agar dispers sistemali gidroaralashmaga organik modda qo‘shilmasa ya’ni C=0 bo‘lsa (7) formula Kolbruka formulasi (9) bilan bir xil ko‘rinishda bo‘ladi:
(9)
Oqimning harakat rejimi turbulent bo‘lganda qarshilik koeffitsienti katta bo‘ladi, chunki oqimning turbulent harakatida oqim zarrachalari notekis harakat qiladi, aylanma harakat davrida kuchli energiya yo‘qotilishi kuzatiladi, shuningdek g‘adir-budurlik qarshiligi sezilarli darajada bo‘ladi [2].
Tadqiqod ishida foydalanilgan metodlar asosida oqim tezligining intensivligi oqim rejimiga ta’sir koʻrsatishi aniqlandi. “Olmaliq KMK” ning 2-mis boyitish fabrikasida rudalar xomashyosi qayta ishlanadi.

Xomashyoni qayta ishlash uchun quyidagi sxemali ishlar bajariladi:

1. 
   ruda xomashyosi 3 bosqichda maydalanadi, maydalangan xomashyoning 92% da dispers sistemalarining kattaligi – 16 mm gachani tashkil qiladi;
   
2. 
   ruda xomashyosi 2 bosqichda silliqlanadi, 1-bosqichda 60%, 2-bosqichda 70 % miqdorining dispers sistemalar kattaligi – 0.071 mm ni tashkil qiladi;
   
3. 
   asosiy boshqaruvchi flotatsiyani va ikkita qayta tozalashn oʻz ichiga olgan mis-molibden flotatsiya jarayoni hisoblanadi;
   
4. 
   reagentlarni tayyorlash jarayoni;
   
5. 
   ruda xomashyosi va dispers sistemalar gidroaralashmasining alohida quyuqlashish jarayoni;
   
6. 
   dispers sistemali gidrolaralshmani filtrlash;
   
7. 
   fabrikadagi ortiqcha xomashyolarni saqlash:
   

• 
  ruda xomashyosini qoʻshimcha saqlash zonasida;
  
• 
  dispers sistemali gidroaralashmalari maxsus xavzalarda;
  
• 
  qolgan qismini chiqindilar omborida.
  

Qayta ishlash fabrikasidan dispers sistemali gidroaralashmalar diametri 800 mm boʻlgan 1540 m uzunlikdagi temir-beton quvurlar orqali nasos stansiyasiga uzatiladi. Zahira holatida diametri 720 mm boʻlgan poʻlat quvurlar tizimi mavjud.
Quyqa omboridan chiqindi hovuzigacha diametri 720 mm, uzunli 9 km boʻlgan asosiy uzatuvchi quvurlar yotqizilgan.
Dispers sistemali gidroaralashmalar oqimi asosan turbulent rejimda harakatlanadi. Turbulentlik Reynolds soniga mos ravishda aniqlanadi.
(10)

Reynolds soni Re>10⁴ holatda turg‘un turbulent harakat rejimi kuzatiladi. Reynolds soni quvur diametri – d; oqim tezligi – v; kinematik qovushqoqlik – 𝜈 ga bog‘liq bo‘ladi. Quvurlar tizimida uzatib beruvchi quvurlarning gidravlik hisobi natijasida Reynold sonini aniqlab olindi. Aniqlangan Reynolds sonining hisobiy qiymatlari, temir-beton quvurlar uchun gʻadir – budurlik koeffitsiyentining standart oraliq qiymatlari [0,3-0,8 mm], quvur diametrining qiymati natijasida (2) formuladan foydalangan holatda qarshilik koeffitsiyenti – hamda Re soning bogʻliqlik diagrammasi tuzildi.