Гидроструйный эжекционный гидрометатель сыпучих материалов. Рабочий процесс и характеристики

Abstract

Среди гидродинамических машин струйные насосы принадлежат к числу наиболее распространённых. Высокая востребованность подобного типа насосов обусловлена их следующими особенностями: отсутствием подвижных деталей и простотой устройства, малыми габаритными размерами и массой, высокой самовсасывающей способностью, возможностью перекачки агрессивных сред и гидросмесей, содержащих твердые примеси. При гидромеханическом способе разработки месторождений строительных материалов (песка, гравия и т. п.) струйные насосы, гидроэлеваторы, используют при подводной добыче и транспорте сыпучих материалов до сортировочной установки, а после классификации песчано-гравийной смеси – гидротранспорт песка и гравия в отвалы по трубопроводам. При таком способе укладки готового продукта струйный насос создает статический напор гидросмеси, достаточный для ее транспорта в отвал. Однако возможен и другой способ укладки готового продукта в отвалы – по воздуху струей гидросмеси. В этом случае струйный насос выполняет функцию гидрометателя – устройства для создания высокоскоростной струи гидросмеси. Обзор литературы показал, что такой режим работы струйного насоса не исследовался. Эффективная работа струйного насоса-гидрометателя зависит от соотношения площадей выходного сечения сопла и нормального сечения смесительной камеры, относительной плотности гидросмеси во входном бункере. Для каждого значения относительной плотности гидросмеси существует оптимальное соотношение площадей сопла и камеры, при которых затраты удельной энергии активного потока будут минимальны. Целью данной работы является определение и анализ характеристик эжекционного гидрометателя и выявление наиболее эффективных режимов его работы. Among hydrodynamic machines, jet pumps are among the most common. The high demand for this type of pump is due to their following features: the absence of moving parts and the simplicity of the device, small overall dimensions and weight, high self-priming ability, the ability to pump aggressive media and hydraulic mixtures containing solid impurities. In the hydromechanical method of developing deposits of building materials (sand, gravel, etc.), jet pumps – hydraulic elevators are used for underwater mining and transportation of bulk materials to the sorting plant, and after classification of the sand-gravel mixture – hydraulic transport of sand and gravel to dumps through pipelines. With this method of laying the finished product, the jet pump creates a static pressure of the hydraulic mixture, sufficient for its transport to the dump. However, another way of laying the finished product in dumps is also possible – through the air with a slurry stream. In this case, the jet pump performs the function of a hydrometer – a device for creating a high-speed slurry jet. A review of the literature showed that this mode of operation of the jet pump was not investigated. The effective operation of the jet pump-hydrometer depends on the ratio of the areas of the outlet section of the nozzle and the normal section of the mixing chamber, the relative density of the slurry in the input hopper. For each value of the relative density of the slurry, there is an optimal ratio of the areas of the nozzle and the chamber at which the specific energy consumption of the active stream will be minimal. The aim of this work is to determine and analyze the characteristics of an ejection hydrometer and to identify the most effective modes of its operation.