Тогизбаева Б.Б.

Кенесбек А.Б.

Казахстан

Карагандинский государственный

технический университет

Влияние размера выпускного отверстия бункера на процесс истечения мелкодробленой рудной массы

На процесс истечения не в меньшей степени влияет и размер выпускного отверстия бункера.

С увеличением площади выпускного отверстия бункера значения предельных скоростей и расхода мелких сыпучих материалов со временем также увеличиваются по параболическим кривым. Это объясняется тем, что с увеличением площади выпускного отверстия бункера устойчивость динамических сводов снижается и, следовательно, снижается сопротивление движению потока сыпучего тела в бункере. Эти данные приведены также в табл.1.

Таблица 1. Выгрузка рудной массы в зависимости от размера выпускного отверстия

Размер фракции, мм	Выгрузка рудного материала, 10^-4, м^2
	При S=65	При S=90	При S=100	При S=110	При S=120	При S=130
0,3	0,699	0,913	1,09	1,29	1,49	1,69
1,5	0,274	0,341	0,406	0,473	0,543	0,611
2,5	0,259	0,335	0,406	0,483-	0,571	0,659
5	0,453	0,563	0,677	0,793	0,913	1,046

Здесь видно, что с увеличением времени истечения выгрузка материала при различных площадях выпускного отверстия увеличивается практически одинаково. Это обусловлено тем, что с течением времени истечения начинает увеличиваться область зоны обрушения сыпучего, что способствует снижению количества статических сводов. Выгрузка резко возрастает в начальный момент времени (в пределах 1-2 секунд). Далее наблюдается установившийся процесс истечения материала. Значение выгрузки увеличивается незначительно в течение некоторого интервала времени, до тех пор, пока еще остаются застойные зоны. Истечению препятствует небольшая сила трения.

Идет процесс стабилизации истечения. В дальнейшем значение расхода остается неизменным. Расход принимает максимальное значение, после чего наблюдается установившийся процесс истечения на протяжении всего дальнейшего времени истечения, при условии, что в бункере всегда будет находиться постоянная масса материала, равная или больше первоначально загруженной.

С увеличением площади выпускного отверстия значение расхода с течением времени увеличивается для всех мелких сыпучих материалов, с той лишь разницей, что для крупной фракции темп его нагнетания больше, чем у всех остальных. Это обусловлено физико-механическими свойствами материала и небольшой вероятностью сводообразования в нем. Аналогично с течением времени увеличивается и скорость истечения.

Исследования, проводимые учеными показали, что одним из основных факторов, определяющих расход и скорость истечения, является диаметр отверстия. Расход пропорционален диаметру отверстия в степени от 2,5 до 3,0. В некоторых из этих работ признается влияние и размера частиц.

В данном случае наблюдается, что максимальный расход наблюдается при площади выпускного отверстия S=130 см². С течением времени скорость истечения начинает возрастать прямо пропорционально времени истечения, то есть, с увеличением времени скорость истечения увеличивается. Это увеличение происходит до определенного момента, точнее до тех пор, пока значение выгрузки не примет своего максимального значения, то есть, когда процесс истечения станет установившимся. Далее, значение скорости не изменяется (рис.1.). Все это происходит в пределах одного угла наклона стенок бункера. Для различных углов наклона стенок бункера максимальные значения скорости истечения при каждом отдельно взятом значений площади выпускного отверстия различны. Все остальные зависимости представлены в приложении.

Рисунок 1 Зависимость скорости истечения рудной массы от времени истечения при различных значениях площади выпускного отверстия.

Исходя из всего вышесказанного, и подтверждая теорией данные экспериментальные исследования, можно предположить, что давление создаваемое верхними слоями материала, находящимися над выпускным отверстием играет также немаловажную и двухстороннюю роль в процессе истечения. При малой влажности материала, когда силы трения малы, материал вытекает из бункера в некоторой степени благодаря давлению верхних слоев материала. При высокой влажности материала, благодаря давлению материал как бы утрамбовывается, что приводит к большей вероятности образования застойных зон и процессу сводообразования.

При увеличении площади выпускного отверстия скорость истечения мелких сыпучих материалов увеличивается. Степень увеличения этой скорости и, следовательно расхода установлена производственной необходимостью.