ГОСТ Р 70519-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Хвостохранилища гидрометаллургических заводов уранодобывающих предприятий. Нормы проектирования

Приложение А

(справочное)

 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГИДРОТРАНСПОРТА ХВОСТОВ

 

А.1 Гидротранспорт хвостов с напорным пульпопроводом

 

При средневзвешенной крупности хвостов d_ср = 40...400·10^-6, м, и плотности частиц хвостов критическую скорость движения пульпы в пульпопроводе v_кр, м/с, вычисляют по формуле

 

, (А.1)

 

где R_Iw - число Рейнольдса, вычисляемое по формуле

 

, (А.2)

 

где W_ср - гидравлическая крупность, соответствующая d_ср, м/с;

- коэффициент кинематической вязкости воды, м²/с, вычисляют в зависимости от температуры воды по таблице А.1

 

Таблица А.1

 

Температура воды, °C	0	5	10	15	20	30	40
v, 10-6, м2/с	1,78	1,52	1,31	1,14	1,01	0,81	0,66

 

- плотность воды, кг/м³, равная 1000 кг/м³;

- плотность пульпы, кг/м³, вычисляемая по формуле

 

, (А.3)

 

где M_хв, M_в - масса соответственно хвостов и воды, поступающих в систему гидротранспорта, кг/ч;

D - внутренний диаметр пульпопровода, м;

- коэффициент стеснения, учитывающий уменьшение скорости падения частиц в стесненной среде и вычисляемый по формуле

 

, (А.4)

 

где S_об - объемная консистенция пульпы, вычисляемая по формулам

 

, (А.5)

 

, (А.6)

 

Допускается для определения v_кр использовать другие формулы, если условия, при которых они получены, отвечают расчетным.

Номинальный диаметр трубы подбирают по сортаменту таким образом, чтобы величина фактической скорости превышала величину критической скорости.

Рекомендуется принимать такой диаметр пульпопровода, чтобы слой заиления в нем не превышал 15% диаметра. В таком случае слой заиления позволяет защитить внутреннюю поверхность пульповода от истирания, что увеличивает срок службы пульпопровода.

Величину удельного падения напора (пьезометрического уклона) в пульпопроводе при скорости движения пульпы v ~= v_кр вычисляют по формулам:

при d_ср <= 100·10^-6 м, определяют удельное падение напора в пульпопроводе при гидротранспорте пульпы I_п.кр, м/м, со скоростью v_р по формуле

 

, (А.7)

 

где I_в.кр - удельное падение напора в пульпопроводе при движении чистой воды с той же скоростью, м/м, вычисляемое по формуле

 

, (А.8)

 

где - коэффициент Дарси, который вычисляют по формулам:

- для новых стальных труб по формуле

 

, (А.9)

 

где R_e - число Рейнольдса, вычисляемое по формуле

 

R_e = (v_кр·D)/v, (А.10)

 

- для труб, имеющих следы коррозии, по формуле

 

, (А.11)

 

- при d_ср > 100·10^-6 м, определяют удельное падение напора в пульпопроводе при гидротранспорте пульпы I_п.кр, м/м, по формуле

 

. (А.12)

 

При слое заиления удельное падение напора в пульпопроводе I_п.кр, м/м, не превышающем 0,15D, вычисляют по формуле

 

I_п.кр = I_п, (А.13)

 

где I_п - удельное падение напора в пульпопроводе, м/м, при гидротранспорте со скоростью v /= v_кр.

При скорости в пульпопроводе v > v_кр удельное падение напора I_п вычисляют по формулам:

- при 

 

I_п = I_в + (I_п.кр - I_в.кр)v_кр/v; (А.14)

 

- при 

 

, (А.15)

 

где I_в - удельное падение напора в пульпопроводе при движении по нему чистой воды со скоростью v, м/м, которое вычисляют по формулам (А.8) - (А.11) с заменой v_кр на v.

 

А.2 Гидротранспорт хвостов с безнапорным пульпопроводом

 

Расчетную скорость движения пульпы в лотках v, м/с, рекомендуется вычислять по формуле

 

, (А.16)

 

где R - гидравлический радиус живого сечения потока, м;

A - поправочный коэффициент на неоднородность хвостов, вычисляемый по формуле

 

A = 0,2[d_ср/(0,5d_ср² + 0,8d_ср)], (А.17)

 

где d_ср - средневзвешенная крупность хвостов для части гранулометрического состава в диапазоне d₀...d₈₀, мм.

Уклон лотка I_л вычисляют по формуле

 

I_л = vnR - 1,33k, (А.18)

 

где v - расчетная скорость движения пульпы в лотках, м/с;

n - коэффициент шероховатости лотка, определяемый по справочникам в зависимости от материала лотка;

R - гидравлический радиус живого сечения потока, м;

k - поправочный коэффициент, устанавливаемый по таблице А.2.

 

Таблица А.2

 

Поправочный коэффициент k

 

Плотность пульпы , кг/м3	Глины, суглинки dср = 20·10-6 м wср = 0,2·10-3 м/с			Супеси, пески dср = 200·10-6 м wср = 20·10-3 м/с			Крупные пески dср = 2·10-3 м wср = 0,2 м/с			Гравий dср = 10·10-3 м wср = 0,5 м/с
	Поправочный коэффициент k при скорости потока v, м/с
	1,0	2,0	3,0	1,5	2,0	3,0	2,0	3,0	4,0	2,5	3,0	4,0
1050	1,25	1,15	1,10	1,30	1,20	1,10	1,40	1,35	1,20	1,60	1,50	1,30
1080	1,40	1,30	1,25	1,40	1,30	1,20	1,60	1,40	1,35	1,80	1,60	1,50
1100	1,45	1,40	1,30	1,60	1,45	1,40	1,90	1,70	1,50	2,00	1,80	1,60
1120	-	1,45	1,40	-	1,60	1,45	-	1,90	1,65	-	-	-
1190	-	1,60	1,45	-	-	1,60	-	-	-	-	-	-