Баяжуулалтын зутан тээвэрлэлтийг түүний реологийн шинжээр оновчлох
Салбар : Инженерийн ухаан, технологи
Улсын дугаар : 3359
Хамгаалсан он : 2016
Түлхүүр үг : зутан, хатуу хольц, хүчдэл, шилжис хийх хүчдэл, шилжилт, зууралдлага, гомоген урсгал
Аннотаци
Уг судалгааны ажил физикийн шинжлэх ухааны нэг хэсэг болох шингэний урсгалыг судалдаг реологийн судалгааны хүрээнд хамаарна. Өнөө үеийн зутангийн реологийн ерөнхий онол, лабораторийн судалгааны туршилтын талаар судалгаа хийж дүгнэн цаашдын судалгааны ажлын зорилго, зорилтуудыг шийдвэрлэсэн.
Уул уурхайн баяжуулалтын процесс дахь ус ба хүдрийн хатуу хольцоос бүрдэх зутан нь өөрийн онцлогтой байдаг.
Зутангийн реологийн шинж хүдрийн эрдэсжил, хатуу хольц, температур зэрэг нөхцлөөс хамааран өөрчлөгдөж байдаг. Хэдийгээр тухайн үйлдвэрийн зутангийн хатуу хольцын эрдэсжил нэгэн төрлийх ч гэсэн баяжуулалтын процесс дахь зутангийн хатуу хольц технологийн дамжлагаас хамаарч өөрчлөгддөг.
Орчин үеийн судалгаагаар урьдчилан тогтоосон тодорхой хатуу хольцоороо ялгаатай зутангуудад туршилт хийж загвар гарган хооронд нь харьцуулж реологийн шинж байдлыг тодорхойлдог. Иймд дискрет нөхцлөөр хийгддэг реологийн туршилтаас тодорхойлсон загвараар хүчдэлийн завсрын утгыг аналитик байдлаар тооцох боломж байдаггүй.
Жишээ болгон Сu-Zn хүдрийн хаягдал зутангийн хатуу хольцоороо (ρ)(ρ:1-32%, 2-36,9%, 3-39,5%, 4-45,7%, 5-49%, 6-54,6%,7-59,6%, 8-65,6%, 9-69,2%, 10-76%) ялгаатай зутан дээр хийгдсэн туршилтын үр дүнг 1.1-р зóðàãт үзүүлэв.
Сu-Zn хүдрийн хаягдал зутанд хийсэн реологийн туршилт.
Уг судалгааны ажлаар дискрет нахцлөөр хийгддэг туршилт судалгааны ажаар реологийн загваруудыг нэгтгэн нэг динамик математик загвар руу шилжүүлж, зутан тээвэрлэлтийн энергийн хэрэгцээг үнэлэн оновчлох онол, арга зүйг боловсруулж түүнийг практикт ашиглаж дүгнэсэн.
Практик дээр баяжуулалтын зутангийн хатуу хольц технологийн онцлогоос хамааран өргөн хүрээнд хувьсаж байдаг. Энэ хувьсал болгонд харгалзах реологи үзүүлэлтийг нарийвчлан тооцох нь баяжуулалтын процессыг тохируулан удирдаж байгаа инженерүүдийн хувьд чухал байдаг. Жишээ нь зутангийн реологийн судалгааны практикт түгээмэл байдаг Бингамын загвар дараах хэлбэртэй.
=_(0+) μγ^⃓(1)
Энд:-шилжих хүчдэл шилжих хүчдэл, баруун талsн эхний гишүүн шилжис хийх хүчдэл, баруун талын хоёр дахь үржвэр пластик хүчдэлийг илэрхийлнэ;, dv/dr- шилжилт
Энэ загвараар зөвхөн тодорхой нэг хатуу хольцод хамаарах зутангийн реологийн үзүүлэлтийг тодорхойлох боломжтой. Харин зутангийн тухайн хатуу хольцод хамаарах загваруудын завсрын утгууд дахь реологийн үзүүлэлтийг нарийвчлан тооцох боломжгүй. Зөвхөн график аргаар таамаглан тогтоох боломжтой юм. Учир нь загвар тэгшитгэлд байгаа _0, μ параметрүүд зөвхөн зутангийн хатуу хольцын тухайн нөхцөлд туршилтаар тогтоогддог ба завсрын утгуудад хувьсан өөрчлөгдөх боломжгүй.
Судалгааны ажлын үр дүнд дискрет байдлаар гаргаж авсан дээрх загваруудыг нэгтгэн зутангийн хатуугийн эзлэхүүн хувь болох С-д хамаатуулан бодож хүчдэлийг тодорхойлох динамик хамаарлыг гаргах онол арга зүйг боловсруулсан. Ингэснээр тээврийн энергийн хамгийн ашигтай нөхцлийг хангах зутангийн хатуу хольцыг оновчлон тогтоох боломжтой нөхцлийг олгоно. 1-р тэгшитгэлд үзүүлсэн загварыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.
=_0 (C)+μ(C) γ^⃓(2)
энд: С-зутангийн хатуу хольцоос хамааран хувьсах эзлэхүүн хувь, %, γ^⃓- шилжилт, 1/сек.
Ингэснээр зутангийн реологи үзүүлэлтийг хатуу хольцын дурын утганд нарийвчлан тооцох боломжтой болж байна. Энэ тохиолдолд онолын хувьд зутангийн тээврийнэ нергийн хамгийн ашигтай байх нөхцлийг тасралтгүй функцийг шинжих математик аргачлалаар тодорхойлох боломжийг олгоно:
N=,_s,Q,D,L*F(C)
ÕÝÇ = F(C) min=dF(C)/dC=0(Хувийн энерги зарцуулалт) (1)
Дээрх тэгшитгэлийг зутангийн хатуу хольц C-д хамаатуулан бодсоноор онолын хувьд тээврийн энергийн хамгийн ашигтай нөхцлийг динамик байдлаар тогтоох боломжтой болно. Ингэснээр зутан тээвэрлэлтийн инженерчлэлд чухал дараах нөхцлүүдийг тодорхойлж болно.
Хоолойн урсгалын хөндлөн огтлол дээрх хамгийн бага нормаль хүчдэлийг үүсгэх зутангийн хатуу хольцыг тооцох;
Зутангийн тээврийн хамгийн ашигтай нөхцлийг (ХЭЗ) оновчлон тогтоох;
Зутангийн хатуу хольцоос хамааран хувьсах зутан тээвэрлэлтийн бодит энергийн динамик өөрчлөлтийг тасралтгүй функцээр илэрхийлэх.
Зутангийн тээврийн энергийг нарийвчлан тооцоолоход тухайн зутангийн бодит гидростатик даралтыг мэдэх нь нь чухал байдаг. Бодит гидростатик даралтыг тодорхойлох зорилгоор судалгааны ажлын хэсэг болгон зутангийн гомоген нягт гэсэн ойлголтыгдэвшүүлэн гаргаж түүнийг тодорхойлох хэмжилтийн багаж зохион бүтээж, аргачлалыг боловсруулав.
Судалгааны ажлын явцад боловсруулсан онол, арга зүйг хэрэглэн Олон-Овоотын хүдэр дээр дискрет нөхцлөөр хийгдсэн реологийн загваруудыг нэгтгэн тасралтгүй функцийн нөхцөлтэй нэг динамик загварыг боловсруулан гаргасан:
=
0.0038199 e^(
24.5427646C)+
0.000924e^(
9.732C) dv/dr
Энд:-шилжих хүчдэл, баруун талын эхний гишүүн шилжис хийх хүчдэл ,баруун талын хоёр дахь гишүүний эхний үржвэр пластик зууралдлага; С нь зутангийн эзлэхүүн хувь, dv/dr- шилжилт
Дээрх загвараар зутангийн хатуу хольцын дурын утгаас хамаарах хүчдэлийн завсрын утгыг тооцоолох боломжийг бүрдүүлсэн.
Судалгааны нийт ажлыг дүгнэж дараах ерөнхий дүгнэлт хийв. Үүнд:
Зутангийн хатуу хольцын дурын утгаас хамаарах хүчдэлийн динамикийг тооцон, зутан тээвэрлэлтийн энергийг оновчлох хэрэглээний онол, арга зүйг боловсруулав.
Баяжуулалтын зутангийн бодит статик даралтыг тогтоож гомоген нягттодорхойлох багаж зохион бүтээж, аргачлалыг боловсруулав.
Өөр өөр хатуу хольцтой зутанд хийгдсэн реологийн дискрет загваруудыг нэгтгэж тасралтгүй функцийн байдалтай нэг динамик загвар руу шилжүүлэх аргачлалыг боловсруулав.
Боловсруулсан аргачлалаар хийсэн төслийн тооцооны үр дүн болон төсөл хэрэгжилтийн дараах практик үзүүлэлтийн нийцэл сайн байв.
Анх удаа реологийн дискрет загваруудыг нэгтгэж дэг динамик загвар руу шилжүүлснээр баяжуулалтын зутан тээвэрлэлтийг аналитик байдлаар оновчлох боломжийг бүрдүүлэв
Зутан тээвэрлэлтийн энергийн динамикийг тооцох аргачлалыг боловсруулснаар энергийн хэрэгцээг оновчлон ашигт үйлийн коэффициентийг нэмэгдүүлж эдийн засгийн үр ашгийг дээшлүүлэх нөхцлийг бүрдүүлнэ.
Зохиогч
Боловсролын доктор(PhD)
Бүтээлийн тоо : 1
Ишлэгдсэн тоо : 0
