Мончегорск, Россия:

А. П. Тюкин, канд. техн. наук, эл. почта: TukinAP@yandex.ru

Исследована взаимосвязь режимных параметров газодинамической сепарации сыпучих смесей ламинарным потоком газа (плотность, вязкость, абсолютное статическое давление, температура, линейная скорость рабочего газа, длина, ширина, высота разгонного канала, плотность, диаметр, коэффициент сферичности и эффективный коэффициент трения частиц каждого из разделяемых компонентов о стенку разгонного канала) на показатели эффективности разделения (средние скорости частиц разделяемых компонентов и их отношение, среднеквадратическое отклонение (СКО) скорости частиц каждого из разделяемых компонентов). Показано, что эффективность газодинамической сепарации тем выше, чем ниже СКО скорости частиц каждого из разделяемых компонентов. При этом в случае, когда после выхода из разгонного канала частицы достаточно быстро улавливаются и перед этим движутся по баллистическим траекториям через разреженную среду, эффективность сепарации тем выше, чем выше отношение средней скорости легких частиц к средней скорости тяжелых. Напротив, в случае, когда предполагается длительное движение частиц по баллистической траектории через плотную среду, эффективность сепарации повышается со снижением скорости легких частиц и ее повышением для тяжелых частиц. В связи с тем, что в разгонном канале невозможно придать тяжелым частицам скорость, превышающую скорость легких частиц, необходимо констатировать, что в рассматриваемом случае эффективность сепарации повышается с уменьшением отношения средней скорости легких частиц к средней скорости тяжелых. Приведен анализ, какие именно взаимосвязи указанных величин являются прямыми, а какие — обратными. Приведены общие рекомендации по установке режимных параметров для разных частных случаев газодинамической сепарации.

1. Кузьмин А. В., Морозов В. В. Обогащение углей шахты Эрчим-Тхан методом пневматической сепарации // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008. № 11. С. 191–198.
2. Фогелев В. А. Использование воздушной классификации в процессах обогащения минерального сырья // Золотодобыча. Апрель 2007. № 101.
3. Паршин О. П. Исследование процесса обогащения на пневматических сепараторах : Автореф. дис. … канд. техн. наук. — ИГИ, 1969. — 32 с.
4. Авдохин В. М., Морозов В. В., Кузьмин А. В., Бойко Д. Ю., Калина А. В. Вакуумно-пневматическая сепарация труднообогатимых углей // Горный журнал. 2008. № 12. С. 56–60.
5. А. с. 753491 СССР, МКИ В 07 В 4/08. Пневматический клас сификатор / М. Д. Барский, Н. С. Ларьков, А. В. Говоров. — № 2652660/29-03 ; заявл. 31.07.1980 ; опубл. 07.08.1980.
6. А. с. 973191 СССР, МКИ В 07 В 4/00. Устройство для классификации сыпучих материалов / Н. И. Виценко. — № 3231282/29-03 ; заявл. 05.01.1981 ; опубл. 15.11.1982.
7. А. с. 956061 СССР, МКИ В 07 В 7/083. Устройство для центро бежного разделения / В. П. Лялюк, В. Г. Григорьева. — № 4397929/29-03 ; заявл. 16.02.1988 ; опубл. 30.05.1990.
8. А. с. 1639778 СССР, МКИ В 07 В 9/00. Установка для аэродинамического обогащения сыпучих материалов / А. К. Бровцын, В. П. Звонарев. — № 4705955/03 ; заявл. 03.05.1989 ; опубл. 23.02.1992.
9. А. с. 1688940 СССР, МКИ В 07 В 7/04. Установка для динамического воздушно-сухого обогащения дисперсных материалов / А. К. Бровцын, Ю. И. Матвеев, А. М. Коковин. № 4056083/03 ; заявл. 16.04.1986 ; опубл. 23.01.1993.
10. (заявитель Kotobuki Giken Kogyo KK). Pat. JP2003175367. Mineral sorting apparatus / Sumita Hideichiro, Kaya Takahito ; Appl. 19.02.2002 JP20020368603 ; Publ. 24.06.2003.
11. Тюкин А. П. Разработка комбинированного метода обогащения зернистых материалов с применением технологий аэродинамической и ударной сепарации : дис. … канд. техн. наук. — МИСиС, 2013. — 151 с.
12. Тюкин А. П., Юшина Т. И. Математическое моделирование процессов газодинамической сепарации // Цветные металлы. 2020. № 7. С. 9–17.
13. Тюкин А. П. Усовершенствованная детерминированная физико-математическая модель газодинамической сепарации зернистых материалов // Цветные металлы. 2023. № 5. С. 8–13.
14. Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия : учеб. для хим. спец. вузов / под ред. А. Г. Стромберга. — 7-е изд., стер. — М. : Высшая школа, 2009. — 527 с.
15. Genick Bar–Meir, Ph. D. Fundamentals of сompressible fluid mechanics. April 18, 2022. DOI: 0.5281.
16. Seagraves R. Innovative device offers solution to waterless mineral processing // Canadian Mining Journal. 2014. June 1.
17. Gibney E. How to build a Moon base. Researchers are ramping up plans for living on the Moon // Nature. October 2018.
18. Rongfei Cong, Hao Tian, Jie Wen, Zhijian Ding. The research on the influence of multi-physical effect on the dynamic stability of high speed vehicle // Highlights in Science Engineering and Technology. 2023. Vol. 77. DOI: 10.54097/hset.v.77i.14362
19. Smits J. A, Dussauge J.-P. Turbulent shear layers in supersonic flow. — Birkhäuser, 2006.
20. Lihua Shao, Yichen Wei, Yuhe Wang. Numerical modeling on high-temperature and high-pressure gas condensate recovery considering the viscosity variation and dynamic relative permeability // Computational Geosciences. October 2023. DOI: 10.1007/s10596-023-10258-7
21. Mahmoud Emam, Han Chen, Shi W Dong, Ling Zhou. An ASABE Meeting Presentation ROCKY DEM-CFD simulation for Realistic Granular Flow in an Aerodynamic separating device // ASABE Meeting conference materials (USA). July 2019.
22. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. — М. : Химия, 1971. — 753 с.