ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Динамика движения минеральных зерен из "Винтовые сепараторы для обогащения руд" Характер движения минеральных зерен по винтовому желобу значительно отличается от характера движения водного потока. Если водному потоку на всем протяжении свойственны циркуляций, то движение зерен по винтовому желобу совершается по сложным криволинейным траекториям. Такой характер движения определяется взаимодействием сил, отличающихся между собой по природе, величине и направлению действия. По мнению К. В. Соломина, движение минеральных зерен протекает в результате взаимодействия силы тяжести, центробежной силы инерции и силы трения [113—1201. Из отмеченных сил основными, определяющими движение зерна, являются сила трения и центробежная сила инерции. Несколько иная оценка действующим силам дана сотрудниками Механобра И. Н. Исаевым, Б. В. Кизевальтером и А. И. Базилевским. По их мнению, основной силой, определяющей движение зерна, является гидродинамическая сила. Существенное влияние на движение зерна оказывают центробежная сила инерции и гидродинамическое давление при циркуляции. Л. Г. Подкосов считает, что гидродинамическое давление циркуляционных потоков невелико, поэтому оно не может быть отнесено к разряду основных сил. [c.17] Для того чтобы упростить оценку динамики движения минеральных зерен по винтовому желобу в потоке воды, рассмотрим условно действие сил первоначально на одно зерно. Минеральное зерно, движущееся в потоке пульпы по винтовому желобу, испытывает совместное действие ряда сил (силы тяжести, центробежной силы инерции, силы от гидродинамического давления водного потока, силы трения и др.), отличающихся по своей природе, величине и направлению. Равнодействующая этих сил определяет траекторию движения зерна и его положение в поперечном сечении винтового потока. [c.17] Д — плотность жидкости, el M . [c.17] Гидродинамическое давление в ламинарном потоке меньше зависит от скорости, чем в турбулентном, но при этом существенное влияние оказывает коэффициент вязкости. [c.18] В зоне А (см. рис. 6) водные слои при движении удаляются от поверхности желоба, а в зоне Б —приближаются. Если взять проекцию скорости потока на нормаль к поверхности желоба, то получим нормальную составляющую скорости потока. [c.19] Наличие нормальной составляющей является особенностью винтовых потоков. Как показывают расчеты, величина нормальной составляющей равна примерно 0,05 средней скорости потока. [c.19] Эта сила поддернчивает зерно во взвешенном состоянии, что улучшает транспортирование и взаимное перемещение зерен относительно друг друга при их движении в слое. Наличие пульсаций в турбулентном потоке в значительной мере дополняет действие составляющей Гг, а их совместное действие способствует поддержанию зерен в по-лЗ взвешенном состоянии. [c.19] Сила тяжести в воде оказывает существенное влияние на характер движения зерна. Эта сила для определенного зерна постоянна по величине и направлению [14, 70]. Однако поверхность винтового желоба, по которой движется отдельно взятое зерно, имеет сложную форму, все элементарные участки ее наклонены к горизонту под различными углами. Поэтому силу тяжести зерна в любой точке можно разложить на нормальную и тангенциальную составляющие (рис. 8). Нормальная составляющая этой силы Р определяет величину силы трения, а тангенциальная составляющая P способствует движению зерна в направлении наибольшего уклона дна желоба. Значение тангенциальной составляющей зависит от угла наклона поверхности желоба к горизонту. Действие тангенциальной составляющей удобнее рассмотреть в двух направлениях по оси ОХ — Рд. и оси ОУ — Ру. Составляющая Рх влияет на скорость перемещения зерна вдоль винтового желоба, а составляющая Р способствует движению зерна в сторону оси винтового желоба, так как угол всегда принимается положительным. [c.19] Сила трения минерального зерна, находящегося на винтовой поверхности в движении, зависит от места его расположения. [c.21] Таким образом, величина силы трения зависит от коэффициента трения, веса зерна п угла наклона bhhtoboii поверхности к горизонту. [c.22] Движение зерен. В процессе движения отдельно взятого зерна следует различать два периода первый — зерно движется с неравномерной скоростью ускоренно пли замедленно второй — зерно обладает постоянной скоростью и перемещается по неизменной винтообразной траектории. В первый период движения зерно стремится занять такое положение в потоке на винтовой поверхности, при котором наступает равновесие всех сил. Продолжительность первого периода может быть различной в зависимости от физических свойств зерна (плотности, крупности, формы и коэффициента трения). [c.22] Наибольший интерес представляет взаимодействие спл зерен в плоскости УZ (рис. 11), которое определяет положение зерна по сечению потока. Зерна пустой породы, обладающие большой скоростью, в результате проявления центробежной силы инерции и гидродинамического давления занимают положение в сеченпп потока с большим радиусом, чем зерна ценных компонентов. [c.25] Следовательно, положение зерна в сечении потока определяется скоростью его движения. Рассмотри.м взаимодействие сил зерна по оси ОУ. На зерно действуют следующие силы составляющие веса Ру, центробежной силы инерции гидродинамического давления Ру и трения Ту. [c.25] Следовательно, радиус винтовой траектории тем больше, чем меньше углы аир. Крупные зерна двигаются по винтовым траекториям с большим радиусом, чем мелкие. Отмеченная зависимость подтверждается экспериментами и практикой работы винтовых сепараторов. [c.26] В табл. 2 приведены расчетные и фактические скорости движения минеральных зерен кварца при режиме потока, близком к ламинарному [1251. [c.26] Групповое движение зерен в винтовом потоке, особенно, когда материал движется в виде слоя, отличается от движения одиночных зерен. На минеральное зерно кроме рассмотренных сил действует целый ряд других сил, возникающих от взаимного столкновения зерен, а также от силы трения между ними. [c.26] При групповом и слоевом движении зерен, отличающихся по крупности и плотности, немаловажное значение имеют силы, возникающие от расклинивающего действия. Эти силы мало изучены, они являются предметом дальнейших исследований. [c.27] Вернуться к основной статье