ВЛИЯНИЕ КОНСИСТЕНЦИИ ГИДРОСМЕСИ НА ПОТЕРИ НАПОРА ПРИ ГИДРОТРАНСПОРТЕ
При транспортировании того или иного материала с некоторой определенной скоростью по горизонтальным напорным трубам (а также наклонным и вертикальным с восходящим потоком) потери напора возрастают с увеличением консистенции гидросмеси. Только в безнапорных потоках при транспортировании мелких материалов в области незначительных консистенций с увеличением консистенции сопротивление в некотором диапазоне s уменьшается, а при дальнейшем увеличении s — начинает возрастать (рис. 115). Это явление объясняется ламинизирующим эффектом мелких твердых частиц и уменьшением шероховатости стенок потока при наличии в потоке мелких частиц, способных заполнить пространство между выступами шероховатости. К этому также добавляется эффект силы тяжести, преобладающей над эффектом силы трения.
Увеличение консистенции гидросмеси может особым образом повлиять на значение критических скоростей при гидротранспорте некоторых материалов. Так, при исследовании гидротранспорта очень мелкого, пылеобразного угля, истертого в тонкую пыль в результате длительного транспортирования по циркуляционной установке, А. П. Юфин получил зависимость критической скорости от консистенции в виде кривой (рис. 116). До некоторого значения консистенции критическая скорость возрастала, затем стала уменьшаться и оказалась равной нулю, когда при наличии мельчайших частичек поток был насыщен настолько, что при прекращении движения гидросмесь не отстаивалась, образуя структурную жидкость.
При несколько более крупном, хотя и мелком, угле Н. А. Силин получил зависимость от консистенции, изображенную на рис. 117. В этом случае критическая скорость, достигнув некоторого экстремума, стала уменьшаться, а при каком-то значении консистенции перестала уменьшаться, оставаясь постоянной при дальнейшем увеличении консистенции. Причем значение критической скорости мгновенно упадет до нуля тогда, когда гидросмесь будет в виде рыхлой массы мелкого угля с заполненными водой порами.
Как видно из рис. 116 и 117, значение критической скорости можно принять правее экстремума, и тогда может оказаться, что при более насыщенном потоке гидросмеси при той же скорости транспортирования потери будут меньшими. Это обстоятельство необходимо учитывать в производственных условиях транспортирования угольной мелочи по трубам на дальние расстояния.
Несколько особо стоит вопрос о транспорте различных материалов в тяжелой жидкости. В этом случае плотность гидросмеси повысится не за счет твердой, а за счет жидкой составляющей гидросмеси.
Тяжелые жидкости можно применять при гидротранспорте угля на большие расстояния, на обогатительных фабриках, причем транспортирование в тяжелой жидкости с возвратом ее (рециркуляцией) и пополнением потерь на смачивание транспортируемого материала может оказаться экономически выгодным в результате снижения потерь напора за счет низкой скорости транспортирования.