ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ТРУБОПРОВОДОМ ОТХОДОВ СЖИГАНИЯ УГЛЯ ВЫБОРОМ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ ГИДРОСМЕСИ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність дисертаційної роботи, сформульовані напрямки, мета і завдання досліджень, зв’язок роботи з науковими програмами, планами і темами, визначено об'єкт і предмет досліджень, викладено наукову новизну, практичне значення, особистий внесок здобувача, наведено апробацію і реалізацію отриманих результатів роботи.

У першому розділі проведено аналіз існуючих схем видалення відходів від спалювання вугільних палив та показників їх роботи.

Системи золошлаковидалення поділяються на механічні (автотранспорт, конвеєри), пневматичні, гідравлічні та комбіновані. Найпоширенішими є гідравлічні системи видалення золошлаків.

Системи золошлаковидалення використовуються для вловлювання та транспортування твердих відходів від спалювання ТЕС до місця складування. Тверді залишки поділяються на золу, частка якої складає близько 85%, та шлак, вміст якого сягає 15%. В системах гідравлічного видалення відходів зола і шлак змішуються з водою та транспортуються у вигляді гідросуміші. При певних умовах такі гідросуміші набувають якостей неньютонівських рідин, а відповідний режим транспортування називають структурним.

Гідравлічні параметри транспортування та реологічні характеристики концентрованої золової гідросуміші безпосередньо залежать від концентрації твердого компоненту в пульпі і його гранулометричного складу. Для транспорту концентрованих відходів ТЕС у структурованому режимі необхідним є наявність у розсіві часток менших 10 мкм, в кількості від 3%.

Концентровані золові гідросуміші залежно від природи твердої фази, хімічного складу та способу спалювання можуть проявляти властивості бінгамовських пластиків з різними показниками начального напруження зсуву та структурної в’язкості.

Основним чинником, що характеризує ефективність транспортування концентрованих відходів ТЕС, є енергетичні витрати на переміщення необхідної кількості таких залишків.

Питаннями транспортування золошлакових матеріалів займалися організації (НДІ): ВНДІГідротранспорту (м. Санкт-Петербург, РФ), ВНДІГідровугілля (Україна) та ін. Значний внесок зробили вчені України, Росії та Далекого зарубіжжя: Берестовий А.М., Брагін Б.Ф., Білецький В.С., Власов Ю.Ф., Кріль С.І., Круть О.А., Мелентьєв В.О., Мурко В.І., Наглі О.З., Світлий Ю.Г., Силін М.О., Смолдирєв А.Є., Сьомін Д.О., Ульшин В.О., Урьєв Н.Б., Чернецька-Білецька Н.Б., Юфін А.П., Яхно О.М., Brenner H., Murray J.D. та ін.

Таким чином, аналіз попередніх досліджень процесів транспортування концентрованої золової гідросуміші дозволив визначити, що основними недоліками ПГТС для евакуації золошлакових матеріалів є низька ефективність і значні енерговитрати на транспортування золошлаків за рахунок переміщення великої кількості рідини.

Другий розділ присвячено математичному моделюванню процесу плину трубопроводом концентрованої золової гідросуміші у структурному режимі і чисельній реалізації отриманих рівнянь.

На підставі встановлених залежностей початкового напруження зсуву та структурної в’язкості від масового вмісту твердої фази з урахуванням граничних умов була вдосконалена математична модель течії концентрованої золової гідросуміші, що обумовило можливість її поширення на структурні гідросуміші.

Рух двофазної суміші, що вміщує золошлакові відходи, представлено в роботі як течія трубопроводом суцільного середовища, описувана рівнянням Навьє-Стокса та рівнянням нерозривності. У випадку руху гідросуміші трубопроводом круглого перерізу в ламінарному сталому режимі рівняння течії приймають вид (у циліндричній системі координат)