Influence of the Leakage in Air Supply Networks on the Efficiency of Application of Pneumatic Backfill Equipment
Loading...
Date
2023
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Dnipro University of Technology, Dnipro
Abstract
ENG: Purpose. Determining the influence of the degree of pneumatic energy losses in the non-hermetic air supply network on the efficiency of using installed equipment in the pneumatic method of waste utilization from mining and beneficiation of minerals. To achieve this purpose, a tightness control device was developed using the method of fixed volumes. Methods. Using the molecular-kinetic theory of gases, the thermodynamics and hydrodynamics laws, the characteristics of an open thermodynamic system under excess pressure and with a degree of a capillary-type leakage are investigated. Pneumatic energy losses in the pneumatic supply pipeline are determined by the mass of compressed air leaked due to its poor tightness. Findings. The peculiarities of the tightness control of hollow products by the method of fixed volumes have been summarized. The dependences of non-production losses of compressed air and the corresponding pressure drop on the geometric characteristics of the air supply pipeline, the leakage in supply pipeline, and the time of assessing the degree of leakage have been determined. Originality. For the first time, the relationship between the parameters of compressed air in an open thermodynamic system under excess pressure during air leakage and its heat exchange with the environment has been revealed. The influence of compressed air leakage in air supply networks on the efficiency of using vibration-pneumatic machines with an annular ejector in backfill technologies has been determined. Practical implications. The research results can be used to improve the existing or develop the new technological schemes of air supply equipment that use pneumatic energy at mining and metallurgical enterprises. Minimization of energy consumption can significantly expand the scope of application of pneumatic backfilling method.
UKR: Мета. Встановлення впливу ступеня втрат пневматичної енергії в негерметичній повітропостачальній мережі на ефективність використання закладного устаткування при пневматичному способі утилізації відходів видобутку і збагачення корисних копалин. Для досягнення цієї мети розроблено пристрій контролю герметичності за методом фіксованих об’ємів. Методика. За допомогою молекулярно-кінетичної теорії газів, законів термодинаміки та гідродинаміки досліджено характеристики відкритої термодинамічної системи, що знаходиться під надлишковим тиском і має ступінь негерметичності капілярного типу. Втрати пневматичної енергії в пневмопостачальному трубопроводі визначаються за величиною маси стисненого повітря, що витекло через його негерметичність. Результати. Узагальнено особливості контролю герметичності порожнистих виробів за методом фіксованих об’ємів. Встановлено залежності невиробничих втрат стисненого повітря та відповідного падіння тиску від геометричних характеристик повітропостачального трубопроводу, наявності в ньому витоків та часу проведення оцінки ступеня його негерметичності. Наукова новизна. Вперше встановлено взаємозв’язок параметрів стисненого повітря у відкритій термодинамічній системі, що знаходиться під надлишковим тиском, під час витоку повітря з системи та її теплообміну з оточуючим середовищем. Визначений вплив витоків стисненого повітря в мережах повітропостачання на ефективність використання вібраційнопневматичних машин з кільцевим ежектором в технологіях закладних робіт. Практична значимість. Результати досліджень можуть бути реалізовані при вдосконаленні існуючих або розробці нових технологічних схем повітропостачання устаткування, що використовує пневматичну енергію, на підприємствах гірничо-металургійного комплексу. Мінімізація енерговитрат значно розширить область застосування пневматичного способу закладання.
UKR: Мета. Встановлення впливу ступеня втрат пневматичної енергії в негерметичній повітропостачальній мережі на ефективність використання закладного устаткування при пневматичному способі утилізації відходів видобутку і збагачення корисних копалин. Для досягнення цієї мети розроблено пристрій контролю герметичності за методом фіксованих об’ємів. Методика. За допомогою молекулярно-кінетичної теорії газів, законів термодинаміки та гідродинаміки досліджено характеристики відкритої термодинамічної системи, що знаходиться під надлишковим тиском і має ступінь негерметичності капілярного типу. Втрати пневматичної енергії в пневмопостачальному трубопроводі визначаються за величиною маси стисненого повітря, що витекло через його негерметичність. Результати. Узагальнено особливості контролю герметичності порожнистих виробів за методом фіксованих об’ємів. Встановлено залежності невиробничих втрат стисненого повітря та відповідного падіння тиску від геометричних характеристик повітропостачального трубопроводу, наявності в ньому витоків та часу проведення оцінки ступеня його негерметичності. Наукова новизна. Вперше встановлено взаємозв’язок параметрів стисненого повітря у відкритій термодинамічній системі, що знаходиться під надлишковим тиском, під час витоку повітря з системи та її теплообміну з оточуючим середовищем. Визначений вплив витоків стисненого повітря в мережах повітропостачання на ефективність використання вібраційнопневматичних машин з кільцевим ежектором в технологіях закладних робіт. Практична значимість. Результати досліджень можуть бути реалізовані при вдосконаленні існуючих або розробці нових технологічних схем повітропостачання устаткування, що використовує пневматичну енергію, на підприємствах гірничо-металургійного комплексу. Мінімізація енерговитрат значно розширить область застосування пневматичного способу закладання.
Description
O. Zhevzhyk: ORCID 0000-0002-8938-9301
Keywords
leakiness, leakages, air supply, energy, pressure, pipeline, негерметичність, витоки, повітропостачання, енергія, тиск, трубопровід, КІСЕ
Citation
Ponomarenko S., Potapchuk I., Zhevzhyk O., Kabakova L., Potapchuk A. Influence of the Leakage in Air Supply Networks on the Efficiency of Application of Pneumatic Backfill Equipment. Mining of Mineral Deposits. 2023. Vol. 17, № 4. P. 83–92. DOI: https://doi.org/10.33271/mining17.04.083.