Снижение энергоемкости гидротранспортирования хвостов обогащения горных предприятий оптимизацией режимов работы грунтовых насосов и гравитационных сгустителей

На правах рукописи

ВОРОНОВ Владимир Александрович

СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОЕМКОСТИ ГИДРОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ОПТИМИЗАЦИЕЙ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГРУНТОВЫХ НАСОСОВ И ГРАВИТАЦИОННЫХ СГУСТИТЕЛЕЙ

Специальность 05.05.06 - Горные машины

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург

2007

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете)

Научный руководитель -

доктор технических наук, старший научный сотрудник

Александров В. И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук

Докукин В.П.

кандидат технических наук

Кибирев В.И.

Ведущее предприятие - Уральский государственный горногеологический университет

Защита состоится _________2007 г. в ____ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21 линия, дом 2, ауд. 7212

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института

Автореферат разослан ________________2007 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета

д.т.н. профессор С.Л. ИВАНОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Возможность снижения энергетических затрат в процессе гидравлического транспортирования хвостов обогащения минерального сырья является важнейшей задачей горнодобывающей отрасли на сегодняшний день, так как эта статья расхода на данный момент одна из самых высоких среди экономических затрат горных предприятий.

Основными параметрами, определяющими возможность повышения эффективности систем гидравлического транспорта, являются скорость транспортирования и концентрация твердого материала в потоке гидросмеси. Но до настоящего времени еще недостаточно изучен процесс транспортирования гидросмесей высоких концентраций с объемным содержанием твердого материала 30 - 50% и практически не имеется таких систем в промышленных условиях. Такое состояние вопроса можно объяснить тем, что в настоящее время процессы сгущения и гидравлического транспорта рассматриваются в отрыве один от другого, и при этом отсутствует системный подход к выбору и обоснованию оптимальных режимов сгущения и гидротранспорта. Для определения наиболее эффективных режимов и параметров рабочего процесса гидравлического транспорта необходимо рассматривать гидротранспортную систему в виде комплекса оборудования и машин, обеспечивающих подготовку гидросмеси с заданными механическими характеристиками и непосредственное транспортирование приготовленной гидросмеси по трубопроводу с помощью грунтового насоса. Таким образом, из всей совокупности сложных физико-механических явлений, характеризующих гидротранспортную систему, основными процессами, определяющими ее эффективность, являются:

• сгущение исходной пульпы до требуемых параметров.
• гидравлический транспорт полученной гидросмеси по трубопроводу на заданное расстояние с наименьшими энергетическими затратами при заданной рациональной концентрации.

Эффективность гидротранспортной системы зависит от характера расходно-напорных характеристик трубопровода и насоса. Повышение эффективности рабочего процесса гидравлического транспорта достигается снижением напора в трубопроводе и увеличением напора, развиваемого грунтовым насосом. Наиболее эффективный режим на оптимальном значении концентрации твердого материала можно обеспечить при использовании регулирования гидромеханических характеристик грунтового насоса.

Таким образом, можно сделать вывод, что снижение энергоемкости гидротранспортирования хвостов обогащения горных предприятий оптимизацией режимов работы грунтовых насосов и гравитационных сгустителей является актуальной задачей, и ее решение будет способствовать повышению эффективности добычи и обогащения минерального сырья на горнодобывающих предприятиях страны.

Рассматриваемая тема подходит под федеральную целевую программу развития рудно-сырьевой базы металлургической промышленности Российской Федерации на 2000-2010 годы (ФЦП “Руда”) по направлению “Производственные энергосберегающие технологии трубопроводного транспорта руды и продуктов ее переработки”; в программу научных исследований, проводимых кафедрой рудничных стационарных установок СПГГИ (ТУ) по соответствующим координационным планам госбюджетных и хоздоговорных работ на предприятиях горнодобывающей промышленности; в перечень НИОКР комплексного плана повышения технического уровня и эффективности производства АО “Норильский комбинат”, АО Качканарский ГОК «Ванадий».

Целью работы является оптимизация режимов работы грунтовых насосов и гравитационных сгустителей, обеспечивающих снижение энергетических затрат в процессе гидравлического транспортирования хвостов обогащения минерального сырья на основе разработки оптимальных соотношений кинематических параметров стратифицированного течения и гидромеханических характеристик системы.

Идея работы. Для любого стратифицированного потока с заданной производительностью по дискретной фазе существует единственное соотношение кинематических параметров течения и концентрации дискретной фазы, удовлетворяющих наименьшим значениям энергоемкости процесса транспортирования и наибольшей его эффективности.

Задачи исследования: - анализ процесса гравитационного осаждения твердой фазы и материального баланса стратифицированных потоков в сгустителях радиального типа;

• анализ зависимости энергетических затрат в системах гидротранспорта от кинематических и механических характеристик перекачиваемых гидросмесей;
• разработка параметров и критериев минимизации энергетических затрат;
• определение зависимости гидромеханических характеристик грунтового насоса (напора, мощности, КПД) от параметров стратифицированного потока и разработка способа повышения эффективности гидротранспортной системы;
• экспериментальное определение параметров сгущения, гидравлического транспорта и гидромеханических характеристик насосов, обработка и интерпретация опытных результатов.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Уровень энергоемкости системы гидротранспорта определяется концентрацией дискретной фазы, при этом минимальное значение В-критерия, равного отношению произведения удельных потерь напора и плотности гидросмеси к величине концентрации дискретной фазы стратифицированного потока соответствует минимуму энергоемкости гидротранспортирования.

2. Геометрические параметры гравитационных сгустителей в системах гидротранспорта и гидромеханические характеристики грунтовых насосов, отвечающие наименьшей энергоемкости гидротранспортной системы, определяются величиной оптимальной концентрации, являющейся функцией В - критерия.

Методы исследований: в работе использованы методы математического анализа, экспериментальные исследования в лабораторных и промышленных условиях и согласование теоретических и опытных данных методами математической статистики и планирования экстремальных экспериментов.

Научная новизна:

1. Выявлена зависимость энергоемкости процесса гидротранспорта от величины концентрации дискретной фазы, позволяющая обосновать В - критерий и соответствующее значение оптимальной концентрации, удовлетворяющих наименьшей энергоемкости гидротранспортной системы;
2. Получены формулы для расчета геометрических параметров радиальных и тонкослойных сгустителей для получения оптимальной величины концентрации дискретной фазы стратифицированного потока при обеспечении материального баланса продуктов в разгрузке и в сливе аппаратов и наименьшей энергоемкости гидротранспортной системы;
3. Дано обоснование номинальных (расчетных) и текущих режимов регулирования частоты вращения рабочего колеса грунтовых насосов на основе разработанной управляющей функции, в зависимости от текущего значения концентрации дискретной фазы стратифицированного потока.
4. Получена зависимость для КПД гидротранспортной системы, определяемая отношением работы, совершаемой потоком гидросмеси в трубопроводе к работе затрачиваемой грунтовым насосом, позволяющая в широком диапазоне кинематических и динамических параметров стратифицированного потока оценить эффективность системы грунтовый насос – трубопровод.

Обоснованность и достоверность научных положений выводов и рекомендаций подтверждается использованием теоретических положений гидромеханики, анализом и сравнением обработанных методами наименьших общих квадратов результатов экспериментов и промышленных данных, удовлетворительной сходимостью результатов экспериментов на различных гидросмесях, трубопроводах, концентрациях и гранулометрических составах с теоретическими.

Практическая ценность работы:

Гидротранспортная система рассмотрена в виде гидромеханического комплекса (ГК) оборудования, включающего сгустители стратифицированного потока, трубопровод и грунтовый насос. Рабочие режимы ГК задаются функцией В - критерием, минимизирующей энергоемкость процесса гидравлического транспортирования на основе расчетного оптимального значения концентрации дискретной фазы. Разработаны алгоритм и методы расчета сгустителей и грунтовых насосов, отвечающих В - критерию и минимальной энергоемкости. Обоснован метод регулирования гидромеханических характеристик грунтового насоса и предложена формула для оценки эффективности ГК.

Реализация выводов и рекомендаций работы

Полученные результаты и разработанная методика были приняты для использования гидротехническим отделом ЗАО «Механобр-инжиниринг» при проектировании и реконструкции гидротранспортных комплексов на горно-обогатительных комбинатах. Результаты работы переданы для использования при эксплуатации гидротранспортных систем на АО Качканарский ГОК «Ванадий» - хвосты обогащения железной руды, АО «РУДАС» - строительные пески и гравий.

Личный вклад автора: разработка стенда и методики экспериментальных исследований; подготовка гранулометрических составов для исследуемых гидросмесей с различными концентрациями твердой фазы; выполнение лабораторных экспериментов; обработка опытных данных; оценка сходимости теоретических и экспериментальных результатов; обоснование функции В - критерия и установление зависимости энергоемкости ГК от концентрации дискретной фазы; разработка и обоснование методики расчета геометрических параметров радиальных и тонкослойных сгустителей; введение способа регулирования гидромеханических характеристик грунтового насоса в системе гидротранспорта и разработка управляющей функции; сопоставление данных промышленных экспериментов с теоретическими и лабораторными данными, а также оценка сходимости и адекватности результатов.

Апробация работы. Отдельные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на конференциях молодых ученых СПГГИ (ТУ), «Полезные ископаемые России и их освоение» - апрель 2004, 2005, 2006 г.г., на технических совещаниях гидротехнического отдела института «Механобр инжиниринг» - декабрь 2006 г., на заседании НТС АО «РУДАС» - декабрь 2006 г.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 6 научных работ.

Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы; изложена на 160 страницах текста, набранного на компьютере, содержит 50 рисунков, 32 таблицы, 2 приложения, 90 наименований использованной литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается проблема снижения энергоемкости гидротранспортных систем на горно-обогатительных предприятиях и обосновывается актуальность темы диссертации.

В первой главе диссертации выполнен анализ изученности и состояния вопроса сгущения и гидротранспорта продуктов переработки минерального сырья на горных предприятиях. Приведена общая характеристика гидротранспортных систем; рассмотрены основные параметры, определяющие эффективность процесса транспортирования. На основе выполненного аналитического обзора сформулированы цель и задачи исследований.

Во второй главе приведены теоретические исследования процессов сгущения и гидравлического транспортирования гидросмесей хвостов обогащения. Выведена общая зависимость удельных потерь напора в функции основных параметров потока мелкодисперсных и крупнодисперсных гидросмесей. Рассмотрена энергоемкость гидравлического транспортирования и произведен анализ основных параметров, из которых выделены постоянные величины и переменные в виде В - критерия. Приведены теоретические и построенные по ним графические зависимости, определяющие энергоемкость, из которых установлен экстремальный характер изменения энергоемкости. Выведены расчетные формулы для теоретического напора насосов при работе на гидросмеси с различной концентрацией твердой фазы. Дан вывод формулы КПД гидротранспортной системы и на основе теории подобия выведена формула управляющей функции регулирования подачи насоса при его работе на трубопровод. Рассмотрены теоретические вопросы сгущения пульп в сгустителях тонкослойного типа и радиальных и выявлена связь геометрических размеров сгустителей от концентрации твердой фазы.

В третьей главе диссертации приведены экспериментальные исследования сгущения и гидравлического транспортирования, различных по физико-механическим свойствам гидросмесей. Описан экспериментальный стенд. Приведены экспериментальные результаты, выполнена их обработка и дана оценка адекватности теоретических и опытных результатов.

В четвертой главе приведена методика расчета гидравлического транспортирования хвостов обогащения минерального сырья при наименьших затратах энергии и режимах работы на оптимальных концентрациях. Показан экономический эффект от снижения энергоемкости системы. Приведена общая схема гидромеханического комплекса оборудования и описана функциональная схема его работы.

Заключение содержит основные выводы и рекомендации по результатам диссертационной работы.

На основании выполненных исследований сформулированы следующие защищаемые научные положения:

1. Наименьший уровень энергоемкости любой системы гидротранспорта определяется В - критерием, равным отношению произведения удельных потерь напора и плотности гидросмеси к величине концентрации дискретной фазы стратифицированного потока и принимающий наименьшее значение при достижении оптимального значения концентрации.

На основе теоретического анализа зависимости удельной энергоемкости стратифицированных потоков при гидравлическом транспорте от кинематических и динамических характеристик течения разработана физическая и математическая модели, основанные на положении о существовании оптимального значения концентрации твердой фазы, при достижении которого энергоемкость гидромеханического комплекса сгуститель – трубопровод – насос принимает наименьшее значение –еmin.

Удельная [кВт·ч/(т·км)] энергоемкость гидротранспортной системы может быть представлена в виде произведения двух величин

, (1)

где - постоянный коэффициент, зависящий от заданной производительности гидротранспортной системы по твердому материалу, плотность твердого материала; - переменный параметр (приведенная плотность), кг/м3, - удельные потери напора, плотность гидросмеси; объемная концентрация гидросмеси.

Параметр является убывающей - возрастающей функцией в интервале изменения концентрации твердой фазы и имеет минимум при некотором (оптимальном) значении, которое зависит от механических характеристик твердых частиц и их плотности. Для каждого вида гидросмесей и производительности гидротранспортной системы имеется свой минимум параметра В, соответствующий оптимальному значению концентрации твердой фазы. В связи с этим, параметр принимается за критерий оптимальной величины концентрации дискретной твердой фазы и минимума энергоемкости гидротранспортной системы в соответствии с формулой (1).

Характер изменения критерия показан на рис. 1, из которого следует, что в при значениях концентрации функция - убывающая, а в интервале концентраций - возрастающая. Значение концентрации соответствует минимуму функции и соответственно, энергоемкости, а также потребной мощности, расходуемой грунтовым насосом.

Рис. 1. Зависимость В – критерия от концентрации

твердой фазы гидросмеси (хвосты обогащения железной руды)

Определение минимальных значений критерия для различных условий является сложной теоретической задачей, решение которой возможно на основе экспериментальных исследований гидравлического транспорта гидросмесей различных классов и свойств, что составляет задачу экспериментальной части работы.

Из анализа гидромеханических характеристик грунтовых центробежных насосов, установлено, что теоретический напор насосов, работающих на гидросмеси всегда меньше напора насоса, работающего на гидросмеси, причем с увеличением концентрации дискретной твердой фазы, снижение величины теоретического напора увеличивается, так при этом возрастает абсолютная величина потерь на трение в проточной части грунтового насоса, а мощность насоса при этом возрастает, в соответствии с формулами

, (2)

, (3)

где - напор и мощность грунтового насоса, соответственно, абсолютная величина гидравлических потерь, - теоретический напор и мощность при работе грунтового насоса на гидросмеси, мощность насоса при работе на чистой жидкости, - плотность гидросмеси и чистой жидкости, соответственно.

Для обеспечения расчетного режима работы грунтового насоса на гидросмеси с оптимальной величиной концентрации дискретной твердой фазы, определяемой критерием необходимо регулировать частоту вращения рабочего колеса грунтового насоса. На основе анализа критерия подобия турбомашин – коэффициента быстроходности, и особенностей течения по трубопроводам стратифицированных потоков с крупнодисперсной и мелкодисперсной дискретной твердой фазой, установлен параметр регулирования принимающий промежуточные значения от 0 до 1, в зависимости от отклонения режима работы грунтового насоса от номинальных параметров, в частности от величины оптимальной концентрации дискретной твердой фазы стратифицированного потока, в соответствии с формулами

, (4)

, (5)

где - переменный параметр, являющийся функцией концентрации дискретной фазы стратифицированного потока, т.е. .

Реализация процесса регулирования может быть осуществлена с помощью предложенной в работе схемы регулирования, включающей следующие основные элементы: радиоизотопный плотномер, вторичный преобразовательный прибор, индукционный расходомер, сумматор – преобразователь (микропроцессор), тахогенератор (тиристорный преобразователь), линии связи системы управления.

Оценка эффективности работы насоса в системе гидротранспорта оценивается по величине КПД гидротранспортной системы, равного отношению полезной работы, расходуемой в системе гидротранспорта (разность между работой насоса и работой стратифицированного потока) и работой совершаемой центробежным насосом, рис.1 и в соответствии с формулами

, ,

где мощность, реализуемая в трубопроводе, мощность, развиваемая грунтовым насосом, и - постоянные характеристики трубопровода, К и а - постоянные характеристики грунтового насоса, - расход в системе трубопровод – насос.

В связи с изложенным можно заключить, что грунтовый насос работает в системе гидротранспорта с переменными расходом и напором. С увеличением концентрации твердой фазы теоретический напор центробежного насоса снижается из-за увеличения гидравлических сопротивлений в проточной части (улите) насоса, в связи с чем, необходимо регулировать частоту вращения рабочего колеса насоса в соответствии с задаваемой функцией и параметра регулирования по величине отклонения текущего режима работы насоса от номинального расчетного режима. Для оценки эффективности режима работы гидротранспортной системы предложено использовать КПД гидромеханического комплекса, который равен отношению полезной работы (напора или мощности), затрачиваемой в трубопроводе к работе (напору, мощности), совершаемой центробежным насосом.

Необходимая и оптимальная сопт концентрация твердых частиц в объеме гидросмеси, при которой обеспечивается минимальная энергоемкость еmin гидротранспортного комплекса, достигается на стадии подготовки гидросмеси к гидравлическому транспорту, т.е. на стадии сгущения. Геометрические размеры гравитационного сгустителя зависят от производительности гидротранспортной системы по твердому материалу и гранулометрического состава твердых частиц, определяемого средневзвешенным диаметром d0 частицы.

2. Оптимальные геометрические параметры гравитационных сгустителей в системах гидротранспорта и гидромеханические характеристики грунтовых насосов, отвечающие наименьшей энергоемкости гидротранспортной системы, определяются величиной оптимальной концентрации, являющейся функцией В - критерия.

Для обеспечения чистоты сливной (оборотной) воды оптимальным вариантом сгустителя является тонкослойный сгуститель, в котором осаждение мелкодисперсной дискретной фазы происходит в специальном наклонном блоке, образованным набором пластин, установленных на малом (не более 50 мм) расстоянии одна от другой. В диссертации приведены теоретические расчетные формулы для определения основного параметра – длины пластин тонкослойного сгустителя и всех остальных его геометрических размеров. В качестве основной гипотезы при выводе расчетных зависимостей была принята гипотеза чисто гравитационного сноса твердых пластин с линий тока. В качестве ограничительных параметров были приняты число Рейнольдса и число Фруда. В результате такого подхода была получена расчетная формула

, (8)

скорости течения мелкодисперсной составляющей исходной пульпы в наклонном канале сгустителя, что позволило в дальнейшем получить расчетные соотношения по другим геометрическим характеристикам тонкослойного сгустителя. На основе полученных теоретических формул рассчитан параметрический ряд сгустителей тонкослойного типа с производительностью по исходному стратифицированному потоку от 100 до 630 м3/с.

Сочетание в одном сгустителе двух типов – радиального и тонкослойного (рис.3) позволяет обеспечить необходимую чистоту сливной (оборотной) воды и задаваемую оптимальную концентрацию дискретной твердой фазы в нижнем продукте сгустительного аппарата. В таком сгустителе, характеризующегося высокой степенью инерционности, определяющим условием является стабильность установившегося режима работы. В качестве оценки стабильности может быть использована высота h0 уплотненного слоя осадка в нижней конической части радиального сгустителя с расчетной cсг=сопт концентрацией твердой дискретной фазы. В диссертации, на основе принятого положения о линейном характере изменения концентрации по высоте сгустителя, получены теоретические формулы для расчета значения концентрации дискретной твердой фазы в произвольной горизонтальной плоскости по высоте сгустителя. Отметим, что приведенные и полученные расчетные зависимости являются оригинальными и основаны на реальной физической картине процесса гравитационного сгущения.

Рис. 2. Схема комбинированного гравитационного

сгустителя

В работе получены расчетные зависимости для определения геометрических характеристик радиальных сгустителей, основанные на обеспечении в разгрузке аппарата необходимую оптимальную концентрацию, отвечающую В – критерию и минимальной энергоемкости гидромеханического гидротранспортного комплекса

Теоретические результаты были подтверждены опытными данными, полученными на лабораторных установках и данных, полученных в производственных условиях.

Основной массив опытных данных получен на специально разработанном экспериментальном стенде, рис. 3.

Рис. 3.

Рис. 3. Схема лабораторного гидравлического стенда:

1 – центробежный насос, 2 – трубопровод мм, 3 – регулировоxные и запорные задвижки, 4 – трубопровод мм, 5 – пьезометры (4 штуки, по два на каждом трубопроводе), 6 – расходный бак, 7 – мерная емкость (съемная)

В качестве твердого материала использовались хвосты обогащения железной руды (Качканарский ГОК), медной руды (Джезказганский ГОК), морской песок (АО «Рудас»), хвосты обогащения полиметаллической руды (Норильский ГМК), измельченный каменный уголь (шахта Белово) и др. В общем объеме исследований использовались 16 видов различных материалов, как однородных по крупности, так и полифракционных, включающих все возможные классы крупности. Дифференциальные кривые гранулометрического состава исследованных материалов приведены на рис. 4. В ходе экспериментов получены экспериментальные данные по потерям напора при течении экспериментальных гидросмесей по трубопроводам лабораторного стенда. На рис. 5 показаны графические зависимости изменения потерь напора от средней скорости потока для гидросмеси песка.

Рис. 4. Дифференциальные кривые гранулометрического состава

исследованных материалов

Рис.5. Потери напора для гидросмеси песка в трубопроводе D = 0,04 м

Экспериментальные результаты дают возможность оценить характер изменения В – критерия, имеющего вид:

Для гидросмеси угля при средней скорости потока 1 м/с экспериментальная кривая показывает, что с увеличением концентрации твердых частиц величина В - критерия систематически убывает. Аналогичные результаты получаются и для всех других опытных данных. Отметим, что в данном случае не известен предел, к которому стремиться величина В - критерия. Это объясняется тем, что в нашем случае производительность трубопровода по твердому материалу является переменной величиной. Однако, тенденция к уменьшению В - критерия очевидна. Таким образом, получено косвенное доказательство снижения В - критерия, а следовательно и энергоемкости процесса гидротранспорта с увеличением концентрации твердой фазы. Для определения экстремума функции В(ств) - необходимо задаться фиксированной производительностью гидротранспортной системы по твердому материалу и пересчитать опытные данные на трубопровод, соответствующий этой заданной производительности. Можно также получить опытные данные, но такой эксперимент представляется очень сложным и дорогостоящим, так как в этом случае для каждой концентрации твердого материала при фиксированной производительности соответствует определенный диаметр трубопровода, что выполнить практически невозможно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификацион­ной работой, дающей решение научно-технической задачи снижения энергоемкости гидротранспортирования хвостов обогащения горных предприятий оптимизацией режимов работы грунтовых насосов и гравитационных сгустителей, что имеет большое значение для горнодобывающих предприятий. Основные научные результаты и выводы заключаются в следующем:

1. Параметры гидросмеси, задаваемые гранулометрическим составом твердых частиц и их концентрацией при гидравлическом транспорте определяют энергетические затраты всего гидротранспортного комплекса, включающего сгустительное оборудование и систему трубопровод-насос, где каждому значению концентрации твердой фазы при заданном гранулометрическом составе и производительности по твердому материалу соответствует вполне определенная величина потребной энергии, расходуемой на преодоление всех сил сопротивления перекачиваемого потока гидросмеси.
2. Функция В-критерия имеет минимум при достижении оптимального значения концентрации. Минимум параметра В всегда будет соответствовать минимальной для данного процесса гидравлического транспорта удельной энергоемкости, а, следовательно, и расходуемой мощности.
3. Повышение эффективности рабочего процесса гидравлического транспорта и КПД гидротранспортной системы достигается снижением напора в трубопроводе и увеличением напора, развиваемого грунтовым насосом. Наиболее эффективным режимом работы гидротранспортной системы является режим на оптимальном значении концентрации твердого материала. Такой режим можно обеспечить при использовании регулирования гидромеханических характеристик грунтового насоса.
4. Были разработаны физическая и математическая модели, основанные на положении о существовании некоторой оптимальной величины концентрации твердой фазы, при достижении которой, энергоемкость гидромеханического комплекса сгуститель – насос – трубопровод принимает наименьшее значение -.
5. Геометрические размеры радиального сгустителя и гидромеханические характеристики применяемых грунтовых насосов являются функцией оптимальной концентрации, при которой обеспечиваются наиболее эффективные режимы работы всего гидромеханического гидротранспортного комплекса.
6. На основе анализа критерия подобия турбомашин – коэффициента быстроходности, и особенностей течения по трубопроводам стратифицированных потоков с крупнодисперсной и мелкодисперсной дискретной твердой фазой, установлен параметр регулирования , принимающий промежуточные значения от 0 до 1, в зависимости от отклонения режима работы грунтового насоса от номинальных параметров, в частности от величины оптимальной концентрации дискретной твердой фазы стратифицированного потока.
7. Геометрические размеры гравитационного сгустителя зависят от производительности гидротранспортной системы по твердому материалу и гранулометрического состава твердых частиц, определяемого средневзвешенным диаметром d0 частицы.
8. Оптимальные геометрические параметры гравитационных сгустителей в системах гидротранспорта, отвечающие наименьшей энергоемкости гидротранспортной системы, определяются величиной оптимальной концентрации, являющейся функцией В- критерия при установившемся режиме работы сгустителя, определяемой постоянной высотой уплотненного слоя осадка.
9. Фактически, единственным параметром характеризующим энергетические затраты является концентрация твердой фазы в объеме гидросмеси. В этом случае, процессы сгущения и используемый насос, работающий на гидротранспортный трубопровод, образуют единую гидротранспортную систему – гидротранспортный комплекс, энергетические характеристики которого зависят от кинематических и динамических характеристик рабочей среды – перекачиваемой гидросмеси.

За время работы над диссертацией были опубликованы следующие работы:

1. Воронов В.А. Повышение эффективности гидравлического транспорта продуктов переработки минерального сырья.[Текст]/ В.А. Воронов// Обогащение руд. – СПб., 2007., №3. – С. 39-41.
2. Воронов В.А. Эффективность гидравлического транспорта хвостов обогащения минерального сырья [Текст]/ В.А. Воронов// Горное оборудование и электромеханика. - СПб., 2007 г., №6 - С. 26-30.
3. Александров В.И., Воронов В.А. Стабилизация режима работы сгустителей в технологии подготовки хвостовых пульп [Текст]/ В.А. Воронов // Обогащение руд. – СПб., 2007., №1. – С. 39-41.

4. Александров В.И., Воронов В.А. Исследование процесса горения водоугольных суспензий в топках паровых котлов и ГТУ [Текст]/ В.А. Воронов //Сборник трудов молодых ученых – СПб.: СПГГИ (ТУ), 2004 г., №151, вып. 7 – С.46-48.

5. Александров В.И., Воронов В.А. Разработка конструкции микродиффузионной горелки для сжигания водоугольных суспензий в системах теплоснабжения угольных шахт [Текст]/ В.А. Воронов //Сборник трудов молодых ученых – СПб.: СПГГИ (ТУ), 2005 г., №152, вып. 8 – С.51-53.

6. Александров В.И., Чесноков П.С., Воронов В.А. Разработка технологий приготовления водоугольных суспензий для сжигания в топках паровых котлов и камерах сгорания газотурбинных установок [Текст]/ В.А. Воронов// Горное оборудование и электромеханика. - СПб., 2006. №6.- С. 16-18.