ДЕТЕРМЕННО-ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К МОДЕЛИРОВАНИЮ
ТРАНСПОРТНЫХ ТРУБНЫХ СИСТЕМ МИРОВОГО ОКЕАНА
В.И. Самуся1, Е.А. Кириченко1, М.В. Холоменюк1, А.А. Бобришов1
1 Украина, Днепр, НТУ «Днепровская политехника»
Full text (PDF)
Анотація
Мета. Визначити раціональний діаметра транспортного трубопроводу потужної морської гідропідйому поліметалічних конкрецій.
Методика дослідження. В роботі реалізований інноваційний детерменно-феноменологічний підхід шляхом вирішення варіаційної пов'язаною завдання, що об'єднує дослідження процесів внутрішньої і зовнішньої гідродинаміки. При цьому внутрішня гідродинаміка фокусується на дослідженні процесу транспортування твердих корисних копалин, а зовнішня - пов'язана з обтіканням транспортного трубопроводу морським середовищем і в основному зводиться до встановлення аерогідро-динамічних коефіцієнтів.
Результати досліджень. В результаті досліджень було запропоновано інноваційний детерменно-феноменологічний підхід до моделювання транспортних трубних систем Світового океану, який базується на використанні детерменірованних математичних моделей гетерогенних течій в поєднанні з інженерної ерудицією розробників. Даний підхід може бути корисний при дефіциті наявної інформації за деякими вихідними даними і умовами роботи гідропідйомів, а також може бути поширений і на ступінчасту конструкцію ерліфтного глибоководного гідропідйому на останніх ділянках підйомної труби, а також вибір раціональних конструктивних параметрів всього видобувної става, з урахуванням наявності сателітних трубопроводів.
В теорії гідротранспорту введений і обгрунтований новий термін «неодружена» потужність, а також дано його наукове визначення. Під цим терміном розуміється енергетичні витрати не пов'язані з підйомом твердого матеріалу в транспортному трубопроводі, а витрачаються тільки на його взаємодію з навколишнім морським середовищем при русі судна-носія. «Холоста» потужність має першорядне значення при вирішенні цілого ряду прикладних задач і в кінцевому підсумку відповідає за конкурентоспроможність трубної системи підйому в умовах Світового океану.
Наукова новизна. Вперше вибір раціонального діаметра глибоководного гідропідйому здійснено шляхом мінімізації сумарної енергетичної потужності, що включає витрати енергії і на транспортування поліметалічних конкрецій і на переміщення транспортного трубопроводу в товщі морської води.
Практичне значення полягає в тому, що раціональний діаметра транспортного трубопроводу для підйому 1 млн. Тонн на рік поліметалічних конкрецій з глибини 6 км для ерліфтного гідропідйому дорівнює 0,72 м, а для насосного варіанту глибоководного гідропідйому становить 0,65 м.
Ключові слова: глибоководний гідропідйом, конкреції, трубопровід, насос, ерліфт, діаметр.
Перелік посилань
1. Кириченко, Е.А. (2001). Научное обоснование параметров трубных систем для гидроподъема полезных ископаемых: дис. … д-ра техн. наук.
2. Pivnyak, G.G. (2008). Problems of deep-water hydraulic lifting of solid mineral resources. New technologies in mining 21st World mining congress. Krakow. 49–57.
3. Kyrychenko, E.A. (2008). The technology of polymetallic concretions extraction and transporting. Innovations in Non-Blasting Rock Destruction.169–178.
4. Кириченко, Е.А. (2013). Теория и алгоритмы расчета снарядного течения в эрлифте. Днепропетровск. НГУ.
5. Кириченко, Е.А. (2012). Моделирование динамических процессов в глубоководных пневмотранспортных системах. Днепропетровск. НГУ.
6. Кириченко, Е.А. (2010). Динамика глубоководных гидроподъемов в морском горном деле. Днепропетровск. НГУ.
7. Гоман, О.Г. (1999). Экспериментальные исследования аэродинамических характеристик элементов эрлифтных гидроподъемов. Збагачення корисних копалин. Вып. 4 (45). 46–54.
8. Кириченко, Е.А. (2009). Механика глубоководных гидротранспортных систем в морском горном деле. Днепропетровск. НГУ.
9. Кириченко Е.А. (2014). Основы проектирования систем гидротранспорта полиметаллических руд Мирового океана Нікополь: ФОП Фельдман О.О.
