от FluidFlow - программный пакет для атоматизации теплового и гидравлического расчета трубопроводов

Проектирование и расчет пульпопроводов в FluidFlow

Пульпа имеет множество применений на горно-обогатительном предприятии, включая:
  • Хвостопроводы.
  • Трубопроводы для концентратов.
  • Гидротранспорт минералов (например, углепроводы).
  • Циклы флотации.
Моделирование пульповых потоков часто является комплексной феноменологической задачей и все доступные методики основаны на эмпирических данных. Возможность FluidFlow моделировать как неньютоновские жидкости, так и неоднородные оседающие пульпы позволит инженерам изучать поведение различных смесей пульп в гидравлической системе. Например, возможно проанализировать чувствительность к концентрации или гранулометрическим распределениям.

FluidFlow позволяет моделировать неньютоновские пульпы (обычно, жидкости с частицами менее 40мкм, такие, как концентраты и хвосты) и неоднородные оседающие пульпы в рамках единой системы. Это бесценный инструмент, который позволит инженерам в полной мере исследовать операционные возможности проектируемых систем.

С добавлением четырехкомпонентной модели, FluidFlow получил возможность моделировать пульпы, включающие и однородный компонент и неоднородный оседающий компонент.

Пример: расчет вспомогательного насоса для хвостов в FluidFlow (неоднородное оседание).

Программный пакет FluidFlow был использован для подбора вспомогательного насоса для установки в существующий хвостопровод. Хвостовые жидкости часто содержат большое количество мелких частиц и могут быть рассмотрены как неньютоновские, т.е. такие, в которых частицы однородно смешиваются с несущей жидкостью и формируют этим новую жидкость с особым реологическим поведением. Тем не менее, частицы твердого в данном случае были относительно крупными - с d50=50мкм и d85=100мкм. Это значило, что жидкость вела себя как оседающая пульпа и оседание происходило непосредственно в трубе.

Возможность установки вспомогательного насоса в существующую линию была исследована с использованием модели FluidFlow, на которой ситуацию смоделировали без фактического включения нового оборудования. Это позволило инженерам аккуратно посчитать размерные характеристики насоса и убедиться, что новые операционные параметры системы исключат оседание частиц.

База данных оборудования FluidFlow уже включает показатели производительности для большинства насосов серии Warman AH. Это позволило инженерам оперативно проверить ряд моделей для выбора наиболее подходящей. В конечном итоге к установке был выбран Warman 10/8 AH. Следующий рисунок показывает обзор этой системы.

Применение программного пакета для расчета трубопроводов FluidFlow для расчета вспомогательного насоса для хвостов (неоднородная оседающая пульпа)

Следующий рисунок показывает кривую расход-напор для трубопровода (после включения насоса) и теоретический график, который показывает, что пульпа в настоящее время находится в неоднородной зоне. Результаты также показывают, что в настоящее время система работает на скоростях, больших расчетной максимальной скорости осаждения, избегая тем самым потенциального оседания в линии.

Пример кривой расход-напор в программном пакете для расчета трубопроводов FluidFlow

При моделировании работы насосов различных производителей в FluidFlow, инженеры могут смотреть рабочие точки на кривых их производительности. Следующий рисунок иллюстрирует рабочую точку нового насоса при работе на скорости 1400 об/мин. Обратите внимание, FluidFlow позволяет Вам изменять скорость и диаметр рабочего колеса насоса и моделировать влияние таких изменений на производительность насоса и системы в целом.

Пример кривой прооизводительности насоса в программном пакете для расчета трубопроводов FluidFlow

Пример: расчет трубопровода для медного концентрата в FluidFlow (неньютоновские, неоседающие жидкости).

С включением баз данных в архитектуру программного пакета, FluidFlow позволил инженерам создавать новые жидкости и напрямую указывать для них реологические данные неньютоновской пульпы. Данные затем возможно визуализировать для обеспечения выбора наиболее подходящей неньютоновской модели. Степенной закон, Бингамовская жидкость, модели Гершеля-Балкли и Кассона, все доступны в FluidFlow.

Следующий рисунок показывает медный концентрат, определенный как Бингамовский пластик. Экстраполирование кривой до оси Y показывает, что существует значение напряжения, вызывающее текучесть, и что при его превышении жидкость демонстрирует ньютоновское поведение, т.е. постоянную вязкость.

Пример определения пульпы в программном пакете для расчета трубопроводов FluidFlow

Как только жидкость определена в базе данных, FluidFlow автоматически применит подходящие модели потерь на трение для получения точного решения.

Читайте далее, применение FluidFlow при проектировании процессных систем.

Для получения тестовой версии FluidFlow и учебных материалов, напишите нам!