Гидравлический транспорт грунта
Сущность - перемещение (транспортирование) частиц потоком воды с турбулентным режимом движения. Такой режим характерен наличием вертикальных скоростей потока (иверт = 10-20%игор.). Грунт начинает размываться и транспортироваться при скоростях больше критической средней скорости, при которой начинается осаждение частиц. Критическая скорость является критерием размывающей способности потока. При и>икр грунт транспортируется, при и=икр начинается осаждение частиц, а при и<икр наблюдается осаждение частиц и заиление потока. Таким образом, главной задачей расчетов гидравлического транспорта является определение критической скорости и соответствующего уклона.
Различают безнапорный и напорный гидротранспорт.
Безнапорный гидротранспорт - транспортирование поверхностными потоками обеспечивается при и>икр и соответствующих уклонах дна потока 1>1кр.
В общем виде критическую скорость можно выразить в виде
Для гарантированной транспортировки скорость должна быть больше икр: где Кн - коэффициент надежности.
Уклоны дна зависят от скорости и гидравлических характеристик русла. Для равномерного движения:
Напорный гидротранспорт - транспортирование по напорным трубам при и>икр. Характер распределения скоростей воды, пульпы, концентрации и плотности пульпы по сечению трубы отражен на рис. 12.7.
Критическая скорость определяется по номограмме или по формуле, учитывающей диаметр трубопровода, консистенцию пульпы и так называемый коэффициент транспортабельности грунта, учитывающий его разнозернистость.
Имеется также иной способ расчета напорного гидротранспорта, который позволяет учитывать любые грунты и зернистые отходы промышленности.
Перекачка пульпы осуществляется по сети водоводов. Конструктивно сеть водоводов (пульповодов) разделяется на всасывающую и напорную части. Всасывающая часть пульповода соединяет грунтозаборное устройство земснаряда с грунтовым насосом. Напорная часть состоит из плавучих магистральных и распределительных трубопроводов. Плавучий трубопровод укладывается на поплавках из отдельных звеньев труб, соединенных шарнирами.
Расчетный напор должен учитывать все потери на трассе трубопровода:
Влияние различных факторов на параметры напорного транспорта представлено на рис. 12.8.
Рис.12.8. Влияние различных факторов на параметры напорного гидротранспорта:
а) влияние диаметра трубопровода Dт и скоростей V на потери напора при чистой воде;
б) влияние диаметра пульповода Dт и типа грунта на величину критической скорости V;
в) влияние диаметра пульповода Dт и типа грунта на удельные потери напора п .