Научный архив: статьи

В зоне действия отрицательных температур среды охлаждения, при перевозках и складировании влажных сыпучих материалов происходит его частичное или полное, в зависимости от длительности воздействия отрицательных температур, смерзание. В этом случае возникает необходимость принятия различных превентивных мер, обеспечивающих возможность сохранения сыпучих свойств используемых материалов в условиях складирования и транспортировки. В настоящее время существует достаточно широкий спектр различных мероприятий, включающих применение различных солей, снижающих температуру замерзания груза, гидрофобных добавок, замещающих непосредственный контакт между смоченными частицами груза масляными прослойками, а также использование реагентов, имеющих более высокую степень адгезии к частицам сыпучего груза и замещающим контакт с ними водных пленок. Крайним и труднодостижимым мероприятием является полное устранение из рассматриваемых систем смерзающего компонента - воды. Практическим аналогом данного способа выбрано промораживание слоя влажного материала с последующим рыхлением (перемешиванием) как наиболее доступный и простой в технической реализации. В рамках метода динамического программирования составлена математическая модель процесса промораживания слоя влажного сыпучего материала. В качестве управляющего воздействия принята процедура рыхления (перемешивания) слоя материала и момент ее применения. Составлена программа - цифровой двойник процесса промерзания слоя материала, с помощью которой определен оптимальный момент применения процедуры рыхления (перемешивания) для слоев груза различной толщины, при разных значениях температуры среды охлаждения. Данный подход позволяет существенно, в 2-3 раза, сократить сроки предварительного промораживания груза при подготовке к перевозкам или складированию по сравнению с естественным ходом процесса промерзания (без перемешивания

Целью работы является создание расчетной модели, адекватно описывающей процесс влагообмена между вентилируемым воздухом и поверхностью выработки с использованием функций равновесного содержания влаги в воздухе и окружающих породах. В первом случае можно говорить о кривой точек росы, в случае породного массива - о кривой содержания незамерзшей воды при отрицательных температурах. Представлена математическая модель процессов тепломассообмена влажного вентияционного воздуха с поверхностью горной выработки криолитозоны с учетом конденсации паров влаги. Результаты решения по представленной математической модели получены методом конечных разностей. Конденсирующаяся на холодных стенках выработки влага, первоначально находящаяся в воздушной струе, существенно влияет на тепловой режим протяженной выработки. По мере прогрева стенок выработки за счет конвективного теплообмена и теплоты фазового превращения интенсивность процесса конденсации снижается. Циклический процесс увлажнения - иссушения поверхности выработки вкупе с морозным воздействием на нее может приводить к деградации поверхностного слоя. Результаты расчетов по представленной модели, основанной на учете функций равновесного содержания влаги в рудничной атмосфере и породном массиве, позволяют строить адекватные картины распределения влагосодержания и температуры в рудничном пространстве и окружающих породах.