Зниження енергоємності руйнування гірських порід магнітно-гідрокавітаційним навантаженням

Přispěvatelé: Національний технічний університет України 'Київський політехнічний інститут', Інститут енергозбереження та енергоменеджменту, електромеханічного обладнання енергоємних виробництв
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Popis: Дисертацію присвячено розробці нового енергозберігаючого комбінованого обертово-гідрокавітаційного способу руйнування гірських порід з магнітно-індукційним фокусування кавітаційного потоку. У дисертації вирішено наукове і прикладне завдання зниження енергоємності руйнування на 11 % за допомогою внесення штучної дефектності від схлопування кавітаційних каверн та зниження питомої поверхневої енергії гірських порід для гнейсу з 43,0 Дж/м2 до 39,5 Дж/м2 та для граніту з 52,4 Дж/м2 до 48,7 Дж/м2. Розроблено математичні моделі: – питомої поверхневої енергії гірських порід, яка відрізняється від відомих тим, що дозволяє врахувати: магнітну індукцію, довжину дифузору різця кавітаційного, діаметр, масу структурних частинок гірських порід, їх питому теплоту плавлення та густину. – енергоємності руйнування гірських порід, яка відрізняється від відомих тим, що враховує питому поверхневу енергію. Адекватність моделей реальному процесу перевірена експериментально. Економічний ефект від впровадження запропонованого способу руйнування гірських порід в виробничих умовах ПрАТ “Товкачівський гірничо-збагачувальний комбінат” складає 22 тисячі гривень у рік. Термін окупності 2 місяці. The dissertation is dedicated to the development of new energy-saving combined method of rock destruction with cavitation focusing magnetic induction. Agreed and applied scientific target to reduce energy intensity destruction by 11 % by means of making manufactured cavitation voids collapse defectiveness and reducing the rock specific surface energy (from 43,0 J/m2 to 39,5 J/m2 for gneiss and from 52,4 J/m2 to 48,7 J/m2 for granite) is solved in the paper. The following Mathematical models were developed: – rock specific surface energy different from already known for rendering possible taking into account: magnetic induction, cutters cavitation diffuser length, diameter, rock formation structural particles weight, specific heat of fusion, density. – energy intensity of rock that is different from the known that takes into account the specific surface energy and the critical crack length. Models adequacy to the real process is tested experimentally. The cost advantages of providing of the proposed method of rock destruction under production-line conditions of in PJSC "Tovkachivskyy mining processing plant" is 22 thousand hryvnas per year. Payback period makes 2 months. Диссертация посвящена снижению энергоемкости разрушения горных пород уменьшением удельной поверхностной энергии гидрокавитационной нагрузкой с магнитно-индукционной фокусировкой кавитационного потока. Предложен новый комбинированный энергосберегающий вращательно-гидрокавитационный способ разрушения горных пород с магнитно-индукционной фокусировкой кавитационного потока и инструмент для его реализации – резец кавитационный, патент UA № 101946, МПК Е21В 7/18. В диссертации решена научная и прикладная задача снижения энергоемкости разрушения горных пород посредством внесения в их структуру искусственной дефектности схлопыванием кавитационных пузырьков. Разработаны математические модели: – удельной поверхностной энергии горных пород, которая отличается от известных тем, что позволяет учесть: магнитную индукцию, длину диффузора резца кавитационного, диаметр, массу структурных частиц горных пород, их удельную теплоту плавления и плотность. – энергоемкости разрушения горных пород, которая отличается от известных тем, что учитывает удельную поверхностную энергию. Адекватность моделей реальному процессу проверена экспериментально. Погрешность не превышает 6 %. В результате определено, что для упруго-хрупких горных пород – гнейса и гранита при снижении удельной поверхностной энергии с 43,0 Дж/м2 до 39,5 Дж/м2 и с 52,4 Дж/м2 до 48,7 Дж/м2, энергоемкость разрушения уменьшается с 61 кВт∙ч/м3 до 57 кВт∙ч/м3 и с 73 кВт·ч/м3 до 68 кВт∙ч/м3, соответственно. Исследованы количественная характеристика и геометрические параметры искусственной дефектности горных пород при гидрокавитационной нагрузке с магнитно-индукционной фокусировкой кавитационного потока на примере гранита: среднее количество образованных искусственных локальных дефектов составляет 20 единиц на 1 мм2, длиной 100 мкм, .шириной 10 мкм и глубиной 5 мкм. Установлен рабочий режим гидрокавитационной нагрузки с магнитно-индукционной фокусировкой кавитационного потока: магнитная индукция 15 мТл, угол раскрытия диффузора 600 и его длинна 30 мм. Экономический эффект от внедрения нового врщательно-гидрокавитацийного способа с магнитно-индукционной фокусировкой кавитационного потока в производственных условиях ЗАО "Толкачевский горно-обогатительный комбинат" составляет 22 тысячи гривен в год. Срок окупаемости 2 месяца.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: