Замицький Олег Володимирович. Наукове обґрунтування технічних рішень по вдосконаленню системи пневмопостачання гірничого обладнання. : Дис... д-ра наук: 05.05.06 - 2007.
Анотація до роботи:
Замицький О.В. Наукове обґрунтування технічних рішень по вдосконаленню системи пневмопостачання гірничого обладнання. – Рукопис.
Дисертація на здобуття ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.06 – гірничі машини. – Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2007.
Дисертація присвячена питанням підвищення ефективності пневмопостачання гірничого обладнання шахт. У роботі дано нове рішення актуальної наукової проблеми встановлення закономірностей тепломасообмінних і газо-гідродинамічних процесів у середовищі «стиснене повітря–циркуляційна вода» за рахунок визначення залежностей інтенсивності тепломасообміну й гідродинамічної стійкості газорідинної системи в апаратах «труба Вентурі – відцентровий сепаратор-краплеуловлювач», що шляхом застосування розробленої на цій основі принципово нової контактної системи охолодження забезпечує стабільне постачання гірничого обладнання стисненим повітрям.
Установлено залежності тепломасообміну і розроблено модель тепломасообмінних процесів в апаратах контактної системи охолодження. Обґрунтовано і вибрано раціональні конструктивні та технологічні параметри апаратів. Розроблено методики розрахунку апаратів контактної системи охолодження шахтного турбокомпресора.
У результаті виконаних теоретичних і експериментальних досліджень отримано нове рішення актуальної наукової проблеми встановлення закономірностей тепломасообмінних і газо-гідродинамічних процесів у середовищі «стиснене повітря – циркуляційна вода» за рахунок визначення залежностей інтенсивності тепломасообміну й гідродинамічної стійкості газорідинної системи в апаратах типу «труба Вентурі – відцентровий сепаратор-краплеуловлювач», що шляхом застосування розробленої на цій основі принципово нової контактної системи охолодження забезпечує стабільне постачання гірничого обладнання стисненим повітрям і має велике значення для гірничодобувної промисловості.
Основні наукові й практичні висновки та результати дисертаційної роботи:
Якість пневмопостачання гірничого обладнання багато в чому зумовлюється ефективністю охолодження стисненого повітря в турбокомпресорах, що дотепер залишалася низькою через забруднення теплообмінних поверхонь повітроохолоджувачів, характерного при експлуатації в умовах шахтних компресорних станцій. Температура повітря після повітроохолоджувачів при цьому в середньому по Кривбасу завищена на 40-65С, що відповідає зниженню продуктивності турбокомпресорів на 12-20%.
Розроблено принципово новий високоефективний спосіб контактного охолодження стисненого повітря в турбокомпресорах, який забезпечує за рахунок відсутності підлягаючих забрудненню теплообмінних поверхонь нормалізацію теплових режимів шахтних турбокомпресорів і стабільне постачання стисненим повітрям гірничого обладнання.
Установлено, що в апаратах контактної системи охолодження шахтного турбокомпресора типу «труба Вентурі – відцентровий сепаратор-краплеуловлювач», при значеннях числа Рейнольдса-Фруда Rек = 4,2 107-1,3 1010; критерії теплових еквівалентів Вm1 = 1,5-27,5; параметричного числа подібності LD=3,2-25,3, коефіцієнт інтенсивності тепломасообміну зворотно пропорційний комплексному числу Рейнольдса-Фруда в ступені 0,1 і числу подібності теплових еквівалентів у ступені 0,45.
Краплеуловлювання в апаратах контактної системи охолодження шахтного турбокомпресора забезпечується при швидкості повітря в прохідних перетинах сепаратора-краплеуловлювача, меншій критичного значення, прямо пропорційного кореню четвертого ступеня добутку коефіцієнта поверхневого натягу на густину води і зворотно пропорційного кореню квадратному густини повітря.
Розроблено модель термогазодинамічних процесів в апаратах контактної системи охолодження турбокомпресора типу «труба Вентурі – відцентровий сепаратор-краплеуловлювач», розбіжність розрахункових значень і даних, отриманих експериментальним шляхом, не перевищує 15% при інтервалі довірчої імовірності 0,85.
Установлено, що осушення повітря в контактних повітроохолоджувачах при номінальному режимі шахтного турбокомпресора, забезпечується подачею охолоджувальної води в кількості не менше 2,4 масової витрати стисненого повітря для першого повітроохолоджувача і – 1,5 для другого.
Установлено, що швидкість повітря в горловині труби Вентурі контактного повітроохолоджувача шахтного турбокомпресора повинна вибиратися виходячи із забезпечення максимального тиску стисненого повітря на виході з неохолоджуваної секції стискання, що відповідає значенню 60 м/с для першого повітроохолоджувача і 90 м/с для другого – при номінальному режимі турбокомпресора.
Розроблено методики розрахунку конструктивних і технологічних параметрів апаратів контактної системи охолодження шахтного турбокомпресора та проведено промислові випробування, що підтвердили адекватність отриманих теоретичних залежностей і методик розрахунку, а також працездатність апаратів у реальних умовах експлуатації шахтних компресорних станцій; ефективність контактного повітроохолоджувача при експлуатації практично не змінюється й становить не менше 0,78, що відповідає зниженню температури стисненого повітря в середньому на 40С у порівнянні з повітроохолоджувачем поверхневого типу, при цьому економія електроенергії на один турбокомпресор становить 1400 кВтгод. на добу.
Отримані в дисертаційній роботі залежності й методики розрахунку використано при розробці й упровадженні контактних повітроохолоджувачів типу ВКС-1,0 і ВКС-1,5 на компресорних станціях ВАТ «Криворіжсталь», річний економічний ефект через нормалізацію температурного режиму й економії води становить 400 тис. грн. на один турбокомпресор.
Публікації автора:
Трегубов В.А., Замыцкий О.В. Повышение эффективности эксплуатации пневматических установок железорудных предприятий // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 1998. – № 6. – С.60-62.
Трегубов В.А., Замицький О.В., Домнічев О.В., Великий М.І. Основи теорії пневмозапуску турбокомпресора // Відомості Академії гірничих наук України. – 1998. – № 1. – С.101-105.
Трегубов В.А., Замицький О.В., Домнічев О.В., Великий М.І. Резерви енергозбереження при виробництві стислого повітря // Відомості Академії гірничих наук України. – 1999. – № 1. – С.43-44.
Трегубов В.А., Замыцкий О.В. Оценка энергопотерь от нарушений температурных режимов турбокомпрессорных установок // Гірнича електромеханіка та автоматика: Наук.-техн. зб. – Вип. 61. – Дніпропетровськ: НГА, 1999. – С.130-132.
Замыцкий О.В. Влияние диссипативных сил на параметры сжатого воздуха при его движении по трубопроводу // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 2001. – № 1. – С.64-65.
Замыцкий О.В. Анализ способов охлаждения при производстве сжатого воздуха для горных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 2001. – № 10. – С. 67-71.
Замыцкий О.В. Влияние температуры окружающей среды на эффективность производства сжатого воздуха для горных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 2001. – № 12. – С.33-34.
Трегубов В.А., Замыцкий О.В., Копийка А.В. Оценка эффективности систем водоснабжения компрессорных станций // Разработка рудных месторождений. – Вып. 77.– Кривой Рог: КТУ, 2001. – С. 118-121.
Замыцкий О.В. Влияние начального давления воздуха на эффективность производства сжатого воздуха для горных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 2002. – № 2. – С.49-51.
Замыцкий О.В. Влияние промежуточного охлаждения на показатели работы турбокомпрессоров // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 2002. – № 1 – С.81-82.
Замыцкий О.В., Хруцкий В.Л., Копийка А.В. Влияние комплексного фактора на режимы турбокомпрессоров // Разработка рудных месторождений. – Вып. 81. – Кривой Рог: КТУ, 2002.– С.111-115.
Замыцкий О.В., Хруцкий В.Л. Влияние внутренних протечек воздуха на характеристики турбокомпрессоров // Разработка рудных месторождений. – Вып. 89. – Кривой Рог: КТУ, 2005.– С.80-85.
Замыцкий О.В. Моделирование характеристик центробежных турбомашин // Сб. научн. тр. Национальной горной академии Украины. – Том 3. – Днiпропетровськ: Навчальна книга, 2002. – № 13. – С.33-36.
Трегубов В.А., Замыцкий О.В., Литовко Б.М. Обоснование применения и выбор конструктивных параметров контактных воздухоохладителей шахтных турбокомпрессоров // Разработка рудных месторождений. – Вып. 90. – Кривой Рог: КТУ, 2006. – С.145-149.
Замыцкий О.В. Модель промежуточного воздухоохладителя турбокомпрессора с учетом загрязнения теплообменных поверхностей // Вісник Криворізького технічного університету: Зб. наук. пр. – Вип. 11. – Кривий Ріг: КТУ, 2003. – С.64-66.
Замыцкий О.В. О гидродинамической устойчивости газожидкостной системы в контактных воздухоохладителях турбокомпрессора // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 2003. – №6. – С.43-45.
Замыцкий О.В. Влияние состояния промежуточных воздухоохладителей турбокомпрессоров на эффективность производства сжатого воздуха // Гiрнича електромеханiка та автоматика: Наук.-техн. зб. – Вип. 73. – Днiпропетровськ: НГУ, 2005. – С.104-110.
Замыцкий О.В. Математическая модель энергозатрат турбокомпрессора // Вісник Криворізького технічного університету: Зб. наук. пр. – Вип. 11. – Кривий Ріг: КТУ, 2006. – С. 80-83.
Замыцкий О.В., Литовко Б.М., Контактное охлаждение сжатого воздуха в турбокомпрессорах // Вісник Криворізького технічного університету: Зб. наук. пр. – Вип. 10. – Кривий Ріг: КТУ, 2005. – С.45-49.
Замыцкий О.В. Тепломассообмен в контактных воздухоохладителях турбокомпрессора // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 2004. – №9. – С.327-330.
Замыцкий О.В. Определение рационального уровня снижения температуры сжатого воздуха в промежуточных воздухоохладителях турбокомпрессора // Гiрнича електромеханiка та автоматика: Наук.-техн. зб. – Вип. 74. – Днiпропетровськ: НГУ, 2005. – С.104-109.
Замыцкий О.В. Тепломассообмен в контактном охладителе циркуляционной воды турбокомпрессора // Разработка рудных месторождений. – Вып. 87. – Кривой Рог: КТУ, 2004.– С.125-129.
Замыцкий О.В. Выбор параметров контактных воздухоохладителей рудничных турбокомпрессоров // Вісник Криворізького технічного університету: Зб. наук. пр. – Вип. 6. – Кривий Ріг: КТУ, 2005. – С.85-88.
Декл. пат. 16296. Украина, МКИ, МКИ F04B 39/06, F04D 29/58. Спосіб контактного охолодження стисненого повітря в турбокомпресорах/ В.А.Трегубов, О.В.Замыцкий. – Опубл. 15.08.2006, Бюл. №8. – 2 с.
Декл. пат. 15705. Украина, МКИ F04B 39/06, F04D 29/58. Пристрій контактного охолодження стисненого повітря в турбокомпресорах / В.А.Трегубов, О.В.Замыцкий. – Опубл. 17.07.2006, Бюл. №7. – 2 с.
Замыцкий О.В. Модель промежуточного воздухоохладителя турбокомпрессора с учетом загрязнения теплообменных поверхностей // Тезисы докладов научно-технической конференции «Проблемы развития криворожского железорудного бассейна». – Кривой Рог: КТУ, 2002. – С.154-155.
Трегубов В.А., Замыцкий О.В., Литовко Б.М. Выбор параметров смесительного воздухоохладителя турбокомпрессора // Сб. научн. тр. IX Международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века». – Том 2. – Донецк: ДНТУ, 2002. – С.52-55.
Замыцкий О.В. О гидродинамической устойчивости газожидкостной системы в контактных воздухоохладителях турбокомпрессора // Материалы Третьей всеукраинской научной конференции «Математические проблемы технической механики». – Днепродзержинск: ДДТУ, 2003. – С.51-52 .
Замыцкий О.В. Математическая модель энергозатрат турбокомпрессора // Труды Междунар. научн.-техн. конф. «Горная энергомеханика и автоматика». – Том 2. – Донецк: ДонНТУ, 2003. – С.86-91.
