Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

А. П. Тюкин, соискатель ученой степени докт. техн. наук, кафедра обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья, канд. техн. наук, эл. почта: TukinAP@yandex.ru
Т. И. Юшина, заведующая кафедрой обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья, канд. техн. наук

При газодинамической сепарации зернистых материалов по плотности эффективный разделительный массоперенос может достигаться за счет обеспечения стабилизированного динамического давления ламинарного потока газа на частицы в одном направлении. Имеет существенное значение определение численного критерия эффективности газодинамической сепарации. Наряду с разностью скоростей частиц разделяемых компонентов смеси характеристикой, оказывающей непосредственное влияние на эффективность газодинамической сепарации, является отношение скоростей. При неизменных характеристиках сепаратора и режимных параметрах эффективность обогащения снижают два фактора:
– наличие частиц разного диаметра в пределах подаваемого в процесс класса крупности;
– разный коэффициент сферичности частиц.
В статье изложены результаты экспериментов, подтверждающие следующие выводы.
1. Максимум разности средних скоростей частиц разделяемых компонентов достигается при определенной длине разгонного канала, в зависимости от физических свойств частиц разделяемых компонентов и режимных параметров сепарации. Он повышается с ростом линейной скорости газа. Ограничивающим фактором является необходимость обеспечить ламинарный поток газа, что не позволяет неограниченно повышать его линейную скорость.
2. Отношение скоростей частиц принимает максимальное значение в момент начала разгона и далее асимптотически приближается к 1. Ограничивающим фактором является механически нестабильный процесс загрузки смеси в разгонный канал, что не позволяет неограниченно снижать длину пути разгона, вплоть до значений, близких к 0.
Сделан практический вывод, заключающийся в том, при проектировании газодинамического сепаратора следует минимизировать высоту внутреннего сечения и длину разгонного канала, а также устанавливать максимально допустимую скорость рабочей среды, не допуская перехода режима его истечения в турбулентную область.

1. Seagraves R. Innovative device offers solution to waterless mineral processing // Canadian Mining Journal. 2014. June 1. — URL: https://www.canadianminingjournal.com/featuredarticle/innovative-device-offers-solution-to-waterless-mineralprocessing/ (дата обращения: 01.12.2021).
2. Чантурия В. А., Вайсберг Л. А., Козлов А. П. Приоритетные направления исследований в области переработки минерального сырья // Обогащение руд. 2014. № 2. С. 3–9.
3. Демидов И. В., Дмитриев С. В., Мезенин А. О., Иванов К. С. К развитию теории сухой магнитной и электростатической сепарации // Обогащение руд. 2018. № 6. С. 33–37. DOI: 10.17580/or.2018.06.06.
4. Фогелев В. А. Использование воздушной классификации в процессах обогащения минерального сырья // Золотодобыча. Апрель 2007. № 101. — URL: https://zolotodb.ru/article/10219%20%20 (дата обращения: 01.12.2021).
5. Глембоцкая Т. В. Возникновение и развитие гравитационных методов обогащения полезных ископаемых / ред. Г. Д. Краснов; АН СССР, Ин-т пробл. комплекс. освоения недр. — М. : Наука, 1991. — 253 с.
6. Самыгин В. Д. Массоперенос в аппаратах и схемах селективной флотации. — М. : Изд. дом «НИТУ МИСиС», 2017. — 365 с.
7. Sue Nelson. How easy will it be to build a Moon base? // BBC. Moo». February 2019. — URL: https://www.bbc.com/future/article/20190201-how-easy-will-it-be-to-build-a-moon-base (дата обращения: 01.12.2021).
8. Gibney E. How to build a Moon base. Researchers are ramping up plans for living on the Moon // Nature. October 2018. — URL: https://www.nature.com/articles/d41586-018-07107-4 (дата обращения: 01.12.2021).
9. Тюкин А. П. Разработка комбинированного метода обогащения зернистых материалов с применением технологий аэродинамической и ударной сепарации : дис. … канд. техн. наук : МИСиС, 2013. — 151 с.
10. Hancock R. T. Efficiency of classificating // Eng. and Min. Jorn. 1920. № 110. P. 237–241.
11. Луйкен В. Определение максимума технической и экономической эффективности обогатительного процесса. — М. : ГОНТИ, 1932. — 121 с.
12. Agegnehu Atena, Tilahun Muche. Modeling and simulation of real gas flow in a pipeline // Journal of Applied Mathematics and Physics. 2016. Vol. 4, No. 8. P. 1652–1681. DOI: 10.4236/jamp.2016.48175.
13. Liu M. B., Liu G. R., Zhou L. W., Chang J. Z. Dissipative particle dynamics (DPD): An overview and recent developments // Arch. Comput. Methods in Eng. 2015. Vol. 22. P. 529–556.

14. Ting Ye, Dingyi Pan, Can Huang, Moubin Liu. Smoothed particle hydrodynamics (SPH) for complex fluid flows: Recent developments in methodology and applications // Physics of Fluids. 2019. Vol. 31, Iss. 1. DOI: 10.1063/1.5068697.
15. Дерффель К. Статистика в аналитической химии : пер. с нем. Л. Н. Петровой. — М. : Мир, 1994. — 267 с.
16. Cook L. W., Mishra A. A., Jarrett J. P., Willcox K. E. et al. Optimization under turbulence model uncertainty for aerospace design // Physics of Fluids. 2019. Vol. 31, Iss. 10. DOI: 10.1063/1.5118785.