Файл: Чулаков П.Ч. Теория и практика обеспыливания атмосферы карьеров.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.07.2024
Просмотров: 98
Скачиваний: 1
где |
г — радиус |
частицы, |
м; ß — центральный |
угол, |
|||
равный 60°. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
S = |
^ - А |
(J± |
- |
sin f] |
= яг> - ^ |
- sin 60°) = |
|
|
2 |
V 180 |
/ |
2 |
V 180 |
/ |
|
|
= - ' - 4 ( 4 - ¥ ) |
= Ч " - т + ^ " ) |
= |
||||
^ - • . - ^ ( 2 |
¥ i x - ? - + - t |
? > - |
= |
k'^pr9, |
(III. 16) |
где |
|
|
* - - * - № ) ( * + £ ) •
Подставив в неравенство (III.7) значения момен тов сил, получим
&'\|злц2рг3 > k"r*p4g cos а ± ^'"г^рч^ sin а
или
А'ірли2р > rp„g (&" cos а ± |
sin а). |
Отсюда критическая скорость воздушного потока, при которой 'происходит перекатывание частиц пыли, должна быть
и > ^ / r p 4 g ( f e - c o s « ± f e - s i n g ) г м / с е к > ( Ш Л 7 )
Когда угол наклона плоскости равен нулю,
и>\/Г%%?' М / с е К - ( Ш Л 8 )
Из формул (III.17) и (III.18) видно, что критиче ская скорость срыва частиц пыли зависит от их раз меров, іплотности вещества и воздуха, коэффициента лобового сопротивления и от угла наклона поверхно сти перекатывания. Однако в этих формулах не учтена
73
сила сцепления между |
частицами |
пыли. |
Поэтому |
|||
критическая |
скорость воздушного |
потока |
для |
пыли |
||
Зыряновского |
карьера |
была определена |
эксперимен |
|||
тальным путем. |
|
|
|
|
|
|
Экспериментальная |
установка (рис. 15) |
состояла |
||||
из трубы 5 диаметром |
180 мм со спрямляющей |
решет |
||||
кой 1, центробежного |
вентилятора |
с электродвигате- |
||||
Рис. 15. Схема установки для экспериментального иссле дования сдуваемостп пыли
лем 7. В средней части трубы предусмотрена полка 4,
куда вставлялся-лоток |
с пылью 6. |
Длина |
трубы со |
||
ставляла 6000 мм. На |
расстоянии |
2000 мм от |
вход |
||
ного конца трубы подведена воздухомерная |
трубка |
||||
2, соединенная с микроманометром 3. |
|
|
|
||
При экспериментах лоток с пылью до и после |
про |
||||
дувания взвешивался |
на аналитических |
весах. |
За |
||
критическую скорость принималась та скорость, при которой происходил наименьший унос пыли воздуш ным потоком.
Критическая скорость |
воздушного потока |
уста |
||||
навливалась |
для определенного |
диапазона |
размеров |
|||
пыли. |
|
|
|
|
|
|
Как видно из рис. 16, |
критическая скорость |
срыва |
||||
частиц пыли при воздушно-сухом |
состоянии |
повы |
||||
шается с увеличением их размеров. Ввиду |
того, что |
|||||
в формулах |
(III.17) и (III.18) |
не учтена сила |
сцеп |
|||
ления между частицами пыли, теоретические |
крити |
|||||
ческие скорости оказались меньше |
эксперименталь |
|||||
ных. Причем эта разница для частиц пыли |
меньших |
|||||
размеров больше, чем для более |
крупных. |
Очевидно, |
||||
что для ныли меньших |
размеров |
сила |
сцепления |
|||
больше, чем для крупных. Однако до сих пор анали-
74
тическая зависимость, выражающая силу сцепления между пылевыми частицами, не установлена и для ее определения пользуются экспериментальными дан ными.
и, м/сек
10
If
а
0,1 |
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
56 |
100 |
ISO |
ZOO |
250 |
300 Т,пкм |
Рис. 16. |
Зависимость |
критической |
|||
скорости |
срыва частиц |
пыли |
от их |
||
|
|
размеров: |
|
|
|
/ — экспериментальная; |
2 — теоретическая |
||||
Глава IV
ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЕ ПРИ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТАХ
§ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ ПРИ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТАХ
Пылеподавление при погрузочно-разгрузочных ра ботах основано на увлажнении горной массы до оп тимальной величины. С повышением влажности пыле вых частиц в связи с увеличением силы сцепления между ними пылевыделение при экскавации горной массы уменьшается.
Изменение запыленности |
воздуха |
dN, принимая |
|
его пропорциональным приращению |
влажности |
пыли |
|
ûfcp, 'можно представить в виде |
|
|
|
dN = —aNd<p, |
|
(IV . 1) |
|
где /V — концентрация пыли; |
а — коэффициент |
про |
|
порциональности, учитывающий изменение запылен ности воздуха при изменении влажности пыли.
75
Разделив переменные н интегрируя левую часть формулы от начальной до конечной концентрации пыли
" к
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
І п - ^ |
= — аф + С. |
|
|
(ІѴ.2) |
|||
|
Потенцируя зависимость (ІѴ.2), находим |
|
|
|||||
|
NK |
= ІѴе-«<Р+с, |
|
|
(ІѴ.З) |
|||
где |
С — произвольная |
постоянная, |
определяемая |
из |
||||
|
граничных условий. |
|
|
|
|
|
||
|
Начальная концентрация пыли соответствует есте |
|||||||
ственной влажности, т. е. при |
ф = сре, |
конечная |
|
кон |
||||
центрация пыли NK за |
вычетом |
атмосферного |
фона |
|||||
при влажности плевых частиц Ф; тогда |
|
|
|
|||||
|
С — аф е = |
0 и С = ссфе, |
|
|
|
|||
где |
фе — естественная |
|
влажность |
пылевидных |
ча |
|||
|
стиц по массе, |
%. |
|
|
|
|
|
|
|
Окончательно концентрация |
пыли |
в зависимости |
|||||
от влажности пылевых частиц экскавируемой или раз
гружаемой горной массы определится |
из выражения |
||
NK = |
N&tot~v>, |
|
(IVA) |
где N — концентрация |
пыли при фе за |
вычетом |
атмос |
ферного фона, мг/м3 . |
|
|
|
Решая уравнение (IV.4) относительно ф, получим |
|||
формулу для определения влажности |
горной |
массы, |
|
при экскавации которой запыленность воздуха не пре
вышает предельно допустимой |
концентрации, |
|
Ф = Ф е - - 1 п 4 ! Ч |
(IV.5) |
|
а |
N |
|
Исходя из формулы (IV.5) можно также опреде лить целесообразность применения этого способа пылеподавления при погрузочно-разгрузочных работах.
76
Коэффициент пропорциональности а прежде всего зависит от физико-механических свойств пылевидных частиц горной массы и для конкретных условий опре деляется экспериментальным путем. Так, при изуче нии эффективности гидроорошения в условиях Зыряновского карьера при экскаваторной погрузке горной массы и средней запыленности атмосферного фона 1,5 мг/м3 были получены следующие результаты:
Влажность пылевидных |
Запыленность воздуха |
частиц ф, % |
N, мг/м3 |
3,50 |
37,7 |
5,30 |
19,4 |
6,07 |
13,0 |
6,94 |
6,0 |
7,84 |
4,2 |
8,54 |
2,3 |
9,65 |
2,0 |
10,50 |
1,8 |
Исходя из этих данных определено |
среднее |
зна |
|||
чение |
коэффициента |
а = 0,475 |
для условий |
Зыря- |
|
новского карьера. |
|
|
|
|
|
Подставляя значения сс = 0,475, N = 37,7 мг/м3 , сре = |
|||||
=3,5% |
'и ІѴ,; = 2 мг/м3 |
в формулу |
(ІѴ.5), |
можно |
уста |
новить, что для условий Зыряновского карьера |
ра |
||||
циональная величина |
влажности |
пылевидных частиц |
|||
горной массы, при экскавации которой запыленность воздуха не будет превышать предельно допустимой концентрации, составляет 9,7%.
Эффективность способов пылеподавления оцени вается двояко: по абсолютной величине остаточного содержания пыли или по отношению уловленного ко
личества пыли1 к первоначальному. |
В первом |
случае |
появляется возможность судить о |
количестве |
пыли, |
пОступа'ющей в атмосферу, во втором случае устанав ливают степень улавливания, или эффективность по
давления П Ы Л И |
Т). |
|
|
|
|
При экскавации |
горной |
массы эффективность |
пы |
||
леподавления |
в |
результате |
орошения водой можно |
||
рассматривать |
как . |
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
І Ѵ > 6 ) |
. . . |
|
. |
1 |
УѴ |
|
Однако формулой (ІѴ.6) |
можно пользоваться |
лишь при известных величинах |
ІѴ и NK, |
