Моделирование распределения полей скорости при движении потока в трубопроводе переменного сечения, применяемого при закладке выработанного пространства

Васильева М.А., Зеленцова А.А.

Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург

Ключевые слова: гидросмесь, трубопроводный транспорт, дальность транспортирования, сужение труб, ядро потока, индекс структуры потока.

Аннотация. В статье рассмотрена актуальная задача поддержания скорости потока закладочной гидросмеси выше критических значений, что способствует достижению условий стабильной и эффективной ее подачи на дальние расстояния. Для исследования потока выполнено 3D моделирование течения неньютоновской жидкости, позволившее оценить степень влияния поэтапного изменения (уменьшения) диаметра трубы на формирование ядра потока и выделить характерные зоны структуры потока, формируемых по длине рассматриваемых участков. Представлены отличительные особенности распределения полей скорости по сечению трубы при прохождении сужения, с целью сохранения однородности потока за счет поддержания кинетической энергии. Полученные результаты являются основой для обоснования выбора соотношений диаметров трубопроводной системы закладочного комплекса при перемещении гидросмесей с различными реологическими свойствами.

Modeling of the distribution of velocity fields during flow movement in a pipeline of variable cross-section used when backfilling mined-out spaces

Vasilyeva M.A., Zelentsova A.A.

Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, Saint-Petersburg

Keywords: hydraulic mixture, pipeline transport, transportation range, narrowing of pipes, flow core, flow structure index.

Abstract. The article considers the urgent task of maintaining the flow rate of the laying hydraulic mixture above critical values, which contributes to achieving stable and efficient conditions for its long-range supply. To study the flow, 3-D modeling of the flow of a non-Newtonian fluid was performed, which made it possible to assess the degree of influence of a gradual change (decrease) in the diameter of the pipe on the formation of the flow core and identify characteristic zones of the flow structure formed along the length of the sections under consideration. The distinctive features of the distribution of velocity fields along the pipe section during the passage of the constriction are presented in order to preserve the uniformity of the flow by maintaining kinetic energy. The results obtained are the basis for substantiating the choice of the ratios of the diameters of the pipeline system of the laying complex when moving hydraulic mixtures with different rheological properties.