Снижение интенсивности уноса угольной пыли путем использования специального раствора
Loading...
Date
2017
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днипро
Abstract
RU: Цель. Данное исследование направлено на: 1) разработку раствора для покрытия угля в железнодорожных вагонах открытого типа или для покрытия угольных штабелей с целью минимизации уноса угольной пыли; 2) создание математической модели процесса подачи раствора на поверхность угля. Методика. Для решения поставленной задачи разработан специальный раствор, содержащий дешевые промышленные отходы и полупродукты химического производства. Проведен физический эксперимент по оценке интенсивности уноса угольной пыли при использовании созданного раствора. Построена математическая модель, основанная на применении уравнений движения идеальной жидкости и массопереноса. Разработанные численные модели составляют основу пакета прикладных программ для оценки качества обработки поверхности угля специальным раствором. Результаты. Представлены результаты проведенного физического эксперимента по оценке величины уноса угольной пыли с построенной модели угольного штабеля при обработке его поверхности специальным раствором и без обработки. Показано, что применение предложенного раствора для обработки поверхности угля позволяет существенно уменьшить унос угольной пыли. Это даст возможность снизить величину экономических потерь и уменьшить уровень пылевого загрязнения воздушной среды в рабочих зонах. Предложены результаты вычислительного эксперимента, проведенного на базе построенных численных моделей. Научная новизна. Авторами представлен новый раствор для обработки поверхности угля с целью минимизации уноса угольной пыли от угольного штабеля, позволяющий существенно уменьшить потери угля. Созданы численные модели, позволяющие учесть существенные факторы, влияющие на процесс рассеивания раствора в атмосфере при обработке угля в полувагонах. Практическая значимость. Предложенный в работе раствор имеет низкую цену, так как может быть создан на основе использования отходов промышленных производств. Применение данного раствора позволяет существенно уменьшить интенсивность уноса угольной пыли с поверхности угольного штабеля. Рассмотрены эффективные численные модели «diagnostic models» для экспресс-расчета процесса обработки раствором груза в полувагонах. Модели могут быть применены при разработке стратегии подачи раствора
на поверхность груза при различных атмосферных условиях. Построенные численные модели могут служить для научного обоснования параметров процесса обработки груза при различной форме его поверхности в полувагоне.
UK: Мета. Дане дослідження спрямоване на: 1) розробку розчину для покриття вугілля в залізничних вагонах відкритого типу або для покриття вугільних штабелів із метою мінімізації виносу вугільного пилу; 2) створення математичної моделі процесу подачі розчину на поверхню вугілля. Методика. Для вирішення поставленої задачі розроблений спеціальний розчин, що містить дешеві промислові відходи та напівпродукти хімічного виробництва. Проведено фізичний експеримент з оцінки інтенсивності виносу вугільного пилу при використанні розробленого розчину. Побудовано математичну модель, засновану на застосуванні рівнянь руху ідеальної рідини та масопереносу. Розроблені числові моделі складають основу створеного пакета прикладних програм для оцінки якості обробки поверхні вугілля спеціальним розчином. Результати. Представлені результати проведеного фізичного експерименту з оцінки величини виносу вугільного пилу від побудованої моделі вугільного штабеля при обробці його поверхні спеціальним розчином і без обробки. Показано, що застосування запропонованого розчину для обробки поверхні вугілля дозволяє суттєво зменшити винос вугільного пилу. Це дозволяє знизити величину економічних втрат та зменшити рівень пилового забруднення повітряного середовища в робочих зонах. Запропоновані результати обчислювального експерименту, проведеного на базі побудованих чисельних моделей. Наукова новизна. Авторами представлений новий розчин для обробки поверхні вугілля з метою мінімізації виносу вугільного пилу від вугільного штабеля, що дозволяє істотно зменшити втрати вугілля. Створено числові моделі, що дозволяють врахувати істотні фактори, що впливають на процес розсіювання розчину в атмосфері при обробці вугілля в напіввагонах. Практична значимість. Запропонований в роботі розчин має низьку ціну, так як може бути створений на основі використання відходів промислових виробництв. Застосування даного розчину дозволяє істотно зменшити інтенсивність виносу вугільного пилу від поверхні вугільного штабеля. Розглянуто ефективні числові моделі «diagnostic models» для експрес-розрахунку процесу обробки розчином вантажу в піввагонах. Моделі можуть бути застосовані при розробці стратегії подачі розчину на поверхню вантажу при різних атмосферних умовах. Побудовані числові моделі можуть служити для наукового обґрунтування параметрів процесу обробки вантажу при різній формі його поверхні в напіввагоні.
EN: Purpose. The article is aimed: 1) to develop the coal coating solution in open railway cars or to cover coal piles to minimize the coal dust losses; 2) creating a mathematical model of the process of the solution feeding to the surface of coal. Methodology. To solve this problem, it was developed a special solution containing cheap industrial wastes and semiproducts of chemical industries. It was conducted a physical experiment to assess the intensity of coal dust loss when using the developed solution. A mathematical model based on the use of the motion equations of the ideal fluid and mass transfer was developed. The developed numerical models are the basis of the application program package created for assessing the quality of processing the coal surface by special solution. Findings. The results of the conducted physical experiment to assess the magnitude of the coal dust loss on the model of the coal pile in the processing of its surface with a special solution and without processing are presented in the article. It is shown that the application of the proposed solution for surface processing of coal can significantly reduce the coal dust loss. This makes it possible to reduce the amount of economic losses and reduce the level of air dust pollution in work areas. The results of computational experiments carried out on the basis of the constructed numerical models are presented in the article. Originality. Authors proposed a new solution for the coal surface processing in order to minimize the removal of pulverized coal from the coal pile, which substantially reduces the coal losses. There were created numerical models to take into account the relevant factors influencing the solution dispersion process in the atmosphere from coal processing in gondola cars. Practical value. Solution, proposed in the article has a low price, because it can be created on the basis of industrial production wastes. Application of this solution can significantly reduce the intensity of coal dust losses from the surface of the coal pile. There were considered effective numerical models «diagnostic models» for rapid calculation of cargo processing in gondola cars with the solution. The models may be used in developing strategies of solution feeding to the cargo surface at various atmospheric conditions. The constructed numerical models can be used for scientific substantiation of the parameters of cargo processing with various forms of its surfaces in the gondola car.
UK: Мета. Дане дослідження спрямоване на: 1) розробку розчину для покриття вугілля в залізничних вагонах відкритого типу або для покриття вугільних штабелів із метою мінімізації виносу вугільного пилу; 2) створення математичної моделі процесу подачі розчину на поверхню вугілля. Методика. Для вирішення поставленої задачі розроблений спеціальний розчин, що містить дешеві промислові відходи та напівпродукти хімічного виробництва. Проведено фізичний експеримент з оцінки інтенсивності виносу вугільного пилу при використанні розробленого розчину. Побудовано математичну модель, засновану на застосуванні рівнянь руху ідеальної рідини та масопереносу. Розроблені числові моделі складають основу створеного пакета прикладних програм для оцінки якості обробки поверхні вугілля спеціальним розчином. Результати. Представлені результати проведеного фізичного експерименту з оцінки величини виносу вугільного пилу від побудованої моделі вугільного штабеля при обробці його поверхні спеціальним розчином і без обробки. Показано, що застосування запропонованого розчину для обробки поверхні вугілля дозволяє суттєво зменшити винос вугільного пилу. Це дозволяє знизити величину економічних втрат та зменшити рівень пилового забруднення повітряного середовища в робочих зонах. Запропоновані результати обчислювального експерименту, проведеного на базі побудованих чисельних моделей. Наукова новизна. Авторами представлений новий розчин для обробки поверхні вугілля з метою мінімізації виносу вугільного пилу від вугільного штабеля, що дозволяє істотно зменшити втрати вугілля. Створено числові моделі, що дозволяють врахувати істотні фактори, що впливають на процес розсіювання розчину в атмосфері при обробці вугілля в напіввагонах. Практична значимість. Запропонований в роботі розчин має низьку ціну, так як може бути створений на основі використання відходів промислових виробництв. Застосування даного розчину дозволяє істотно зменшити інтенсивність виносу вугільного пилу від поверхні вугільного штабеля. Розглянуто ефективні числові моделі «diagnostic models» для експрес-розрахунку процесу обробки розчином вантажу в піввагонах. Моделі можуть бути застосовані при розробці стратегії подачі розчину на поверхню вантажу при різних атмосферних умовах. Побудовані числові моделі можуть служити для наукового обґрунтування параметрів процесу обробки вантажу при різній формі його поверхні в напіввагоні.
EN: Purpose. The article is aimed: 1) to develop the coal coating solution in open railway cars or to cover coal piles to minimize the coal dust losses; 2) creating a mathematical model of the process of the solution feeding to the surface of coal. Methodology. To solve this problem, it was developed a special solution containing cheap industrial wastes and semiproducts of chemical industries. It was conducted a physical experiment to assess the intensity of coal dust loss when using the developed solution. A mathematical model based on the use of the motion equations of the ideal fluid and mass transfer was developed. The developed numerical models are the basis of the application program package created for assessing the quality of processing the coal surface by special solution. Findings. The results of the conducted physical experiment to assess the magnitude of the coal dust loss on the model of the coal pile in the processing of its surface with a special solution and without processing are presented in the article. It is shown that the application of the proposed solution for surface processing of coal can significantly reduce the coal dust loss. This makes it possible to reduce the amount of economic losses and reduce the level of air dust pollution in work areas. The results of computational experiments carried out on the basis of the constructed numerical models are presented in the article. Originality. Authors proposed a new solution for the coal surface processing in order to minimize the removal of pulverized coal from the coal pile, which substantially reduces the coal losses. There were created numerical models to take into account the relevant factors influencing the solution dispersion process in the atmosphere from coal processing in gondola cars. Practical value. Solution, proposed in the article has a low price, because it can be created on the basis of industrial production wastes. Application of this solution can significantly reduce the intensity of coal dust losses from the surface of the coal pile. There were considered effective numerical models «diagnostic models» for rapid calculation of cargo processing in gondola cars with the solution. The models may be used in developing strategies of solution feeding to the cargo surface at various atmospheric conditions. The constructed numerical models can be used for scientific substantiation of the parameters of cargo processing with various forms of its surfaces in the gondola car.
Description
H. Беляев: ORCID 0000-0002-1531-7882; А. Карпо: ORCID 0000-0003-3201-8435; З. Якубовская: ORCID 0000-0002-9893-3479
Keywords
унос угольной пыли, штабель угля, химическая обработка угля, численное моделирование, физический эксперимент, винос вугільного пилу, штабель вугілля, хімічна обробка вугілля, чисельне моделювання, фізичний експеримент, coal dust loss, coal pile, chemical processing of coal, numerical modeling, physical experiment, КГВ
Citation
Беляев, Н. Н. Снижение интенсивности уноса угольной пыли путем использования специального раствора / Н. Н. Беляев, А. А. Карпо, З. Н. Якубовская // Наука та прогрес транспорту. – 2017. – № 2 (68). – С. 8–15. – doi: 10.15802/stp2017/99742.