CC BY
34
УДК 622.132.345 С.А. Иванов
ОЦЕНКА ГЛУБИНЫ ПОГРУЖЕНИЯ НАСОСА И ГЛУБИНЫ РАЗРАБОТКИ ЗЕМСНАРЯДАМИ С ПОГРУЖЕННЫМИ ГРУНТОВЫМИ НАСОСАМИ
Оценку максимальной глубины разработки при минимальной глубине погружения грунтового насоса Ьп под уровень воды в водоеме производят, исходя из условий беска-витационной работы грунтового насоса.
Вопросы определения величин Ьр Ьп рассматривались ранее в ряде работ [1, 2], в них на основании анализа параметров гидротранспортной установки были предложены соотношения для определения величин Ьр и Ьп .
Однако анализ предложенных в указанных работах выводов и рекомендаций показал, что в принятых исходных предпосылках для определения зависимостей Ьр и Ьп от параметров гидротранспортной установки имеются существенные неточности, что и привело к ошибочным результатам.
Поэтому возникла необходимость уточнить существующие зависимости Ьр и Ьп от параметров земснаряда.
Условия бескавитационной работы земснаряда с погруженным грунтовым насосом может быть записано в следующем виде:
Изд°п > Ьр( ) - Ьп +
Р г
+Х Л Ь ьс • ,« (1)
где Ивдоп - допустимая высота всасывания насоса при работе на гидросмеси Ибдоп = Ибдоп - И ( Р г - Р °) м,
Р г
где Ивдоп - допустимая высота всасывания при работе на воде (с которой производится в каталогах и справочниках), На - атмосферное давление, равное 10 м; Ьр , Ьп - глубины разработки и погружения грунтового насоса под уровень воды, рг, ро кг/м3 -плотность гидросмеси и воды, соответственно, £ДЬвс, м - суммарные потери напора во всасывающей линии. В соответствии с работой [3] потери напора при гидротранспорте подсчитываются в м, вод. ст, поскольку все остальные члены неравенства (1) выражены в литрах (столба гидросмеси) последний член этого неравенства умножен на отношение ро/ рг.
Суммарные гидравлические потери напора во всасывающем трубопроводе включают гидравлические потери по длине и на продление местных сопротивлений (в том числе при входе во всасывающий наконечник). Таким образом, выра-
жение £ДЬвс может быть представлено в следующем виде:
V2
ЕДЬвс = vLbc + I =
г
Ьр - h
, V2
Ьр <-
или
Ндоп
sr
Ь (1 +-^— • ^)-13—вс—. Ро. ^ sina р / 2g р г
Р г - Р о + ¡г • Р о
Р г sin a Р г
(3)
\/ 2
ндоп + ьп(1 + ^— • ) -із . р°
sina р г
2g Р г
(р r - р о)sina + irp о хр r sin a (3 a)
Таким же образом, в соответствии с неравенством (1) можно определить необходимую минимальную глубину погружения насоса hn , ко-
торая обеспечивает бескавитацион-ную работу земснаряда при глубине разработке hp .
= 1г-^--- + 3-^, (2)
вта 2д
где Ьвс - длина всасывающего трубопровода; V - удельные потери напора в наклонном трубопроводе при течении гидросмеси; а - угол наклона к горизонту рамы земснаряда; 3 г - коэффициент местных сопротивлений; Увс - скорость во всасывающем трубопроводе, м/с.
Исходя из отношения (1) можно убедится в том, что при наличии погружного грунтового насоса на земснаряде облегчаются условия его бес-кавитационной работы, то есть разрежение при входе в насос снижается на величину Ьп.
После проведения соответствующих преобразований с учетом выражения 2, можно определить взаимосвязь величин Ьп и Ьр.
Максимально возможная глубина разработки
ь >
U ,1 Р о ¡г Р о 4 ^ VC Р о тг д(
Ь (1 + —г— .^) +1 - Hs“
р р г sin a р г ^ 2g р г
1 + -^- • Р-
sina р г
(4)
или
Ьр(1 - ^ + -І
Ьп >-
рг sina р,
Р°) + 1 yg •
2э рг
- Hs"
р^та +1 г р ° х^вта) (4а)
В работе [2] дана обобщенная зависимость для определения минимально необходимой глубины погружения грунтового насоса. Хотя по своей структуре предложенная зависимость является близкой к соотношению (4), она имеет ряд неточностей. Во - первых, ошибочно указан знак неравенства, во - вторых предлагаемая формула получена исходя из положения сформулированного в работе (1), а именно
И5д°п + Ьр р ° - р г + Ь >
> (Ьр - Ьп)
Р г
Р г - Р, Р o
і a hb
<
Непонятно, что означает первый член правой части неравенства, тем более наличие в его знаменателе плотности воды. Это неравенство справедливо при отсутствии в его правой части этого члена.
В заключении статьи приведены количественные соотношения Ьр и Ьп на примере, исходные данные для которого приведены ниже:
Ьр = 20 м, Иб°оп = 6 м, рг = 1200 и
1300 кг/м3,а = 60°,
V = 0,078, Е3 ДЬв = 3 м,
Ь
р
И5дОП = 61200—1000 10 = 4,33 г 1200 для случая р г = 1200 кг/м3 и
р Ивдоп = 61300 -1000 = 3,69 м, г 1300
при р г = 1300 кг/м3. Исходя формулы (4) получаем:
Ьп = 3,8 м при г = 1200 кг/м3
Ьп = 5 м при р г = 1300 кг/м3.
из
Для этого же примера подсчитаем, как можно увеличить глубину разработки при большем погружении насоса.
При Ьп = 4 м и р г = 1200 кг/м3; Ьр = 22 м; 3
при Ьп = 5м и р г = 1200 кг/м3; Ьр = 27,7 м.
Таким образом, при увеличении глубины погружения на 1 м глубина разработки может возрасти более, чем на 5 м.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жарницкий Е.П. Землесосные снаряды с погружными грунтовыми насосами. Москва, Недра, 1988.
2. Кириллов В. В. Исследование и обоснование эксплуатационных режимов погружных грунтовых насосов при разра-
ботке месторождений нерудных полезных ископаемых земснарядами. Автореферат, Москва, МГИ, 1983,
3. Залепукин Н.П, Равинский Л.М, Харин А.И. Справочник гидромеханизатора. Киев, Буд1вельник, 1969.
— Коротко об авторах-----------------
Иванов С.А. - ООО «НПО Гольфстрим.
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ ДИССЕР 1 АМИИ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КОНДРАШОВА Оксана Геннадьевна Определение ресурса безопасной эксплуатации нефтегазового оборудования путем оценки адаптивных свойств металла по изменению его магнитных характеристик 05.26.03 к.т.н.
