Су қозғалысының теориялық заңдылықтары.

Сұйықтықтың ламинарлы қозғалыс режімі.

Сұйықтықтың ашық ағында қозғалу кезіндегі ағын қабаттарының шектік қозғалу жылдамдықтары бірдей болмайды. Ағынның түбінде (қабырғаларында) нөль шамасында болса, оның бетіне қарай өсе бастайды. Сұйықтықтың ағыс режіміне байланысты (ламинарлы немесе турбулентті) қозғалу жылдамдығының өзгеру заңдылықтары ағын бойында әртүрлі болады.

Көлбеу ашық ағындарда ламинарлы ағын режимінің тұрақтылығы текқана Рейнольдс санының аздығында сақталады: Re=Rν/υ <300-580 (мұнда R-гидравликалық радиус; ν-ағын жылдамдығы; υ-кинематикалық коэффициент).

Көп жағдайларда гравитациялық аппараттарда ағындар тереңдігі 5 тен 10(20)см дейін, ал ағындар жылдамдығы – ондық бөлектен 1(2)м/с дейін, пульпаның қозғалу сипаттамасы- турбулентті.

Турбулентті қозғалыс

Турбулентті ағындардың өзіндік ерекшелігі ағындардың гидродинамикалық сипаттамаларының өзгеруіне негізделген (жылдамдық, қысым, тұтқырлық ж.т.б.), яғни осы параметрлердің орташа мәндеріне қарасты ауытқып тұруында.

Қазіргі түсінімдер негізінде турбуленттік ағын тек қана сұйықтың қарапайым қозғалыстарының жиынтығы емес екені және оның қозғалып тұрған сұйық массаларының статикалық тұрақты құрылымынан тұратындары белгіленді.

Сұйықтың көлбеу ағындағы турбуленттік құрылымының сипатталуы:

- турбуленттік әсерлердің пайда болуы ағын түбінің бетіндегі кедір-бүдірлігіне байланысты;

- құйындардың салалық размерімен жиілігі ағынның жылдамдығымен және кедір-бүдірдің

күйімен анықталады;

- турбуленттіктің қарқыны түптің кедір-бүдірлігіне тәуелді;

- ағын жылдамдығының бойлай бағытта өзгеру мәні көлденеңге қарағанда екі есе үлкен

(бүкіл ағын бойында);

- ағынның кинетикасын сипаттайтын Фруд санының (F₂=υ²/gH) өсуінде турбуленттік

қарқын жоғарлап F₂=1 дейін жетеді, сонан соң төмендейді.

Қысымсыз көлбеу ағынында түйіршіктердің қозғалуы

Түйіршіктердің көлбеу ағынында қозғалуының келесі түрлері белгілі:

1) қозғалу ағын түбінде немесе бұрын төселініп қалған түйіршіктер бетімен сырғанаумен немесе тербетілумен атқарылады;

2) секіру арқылы (үзілімді жүзгіндеу) қозғалу, мұнда түйіршіктер кейбір уақытта ағын түбінде сүйретіледі де сонан ағында жүзгінді ретінде бір биіктікке көтеріліп тасымалданады да қайтадан құлайды. Түйіршіктердің жүзгіндеу биіктігі әртүрлі болады, яғни олардың жоғары жылдамдықтар аумағында болу уақыты да әртүрлі. Сондықтанда, секіру қашықтығы әртүрлі болады;

3) қозғалу үзіліссіз-жүзгінді жағдайда.

Түйіршіктердің ағында қозғалуы ағынның жылдамдығына және оның тереңдігіне, түбінің күйіне, бөлшектердің (түйіршіктердің) гидравликалық ірілігіне және ағындағы түйіршіктер концентрациясына тәуелді.

Түйіршіктердің ағында бөлінуіне лайықты қозғалу режимдерін қалыптастыру қажет, концентратқа бөлінетін ауыр түйіршіктердің жүзгіндерін болдырмау үшін. Ағындағы жүзгінді түйіршіктердің жылдамдығы ағын жылдамдығына тең болуына байланысты, олардың горизонтальді, вертикальді бағыттарға қарасты қозғалуының жоқтығынан гравитациялық бөліну процесі жүрмейді. Тәжірибеде көлбеу ағындарда гравитациялық байытуды сатылы түрде өткізу жөн:

алдын-ала материалды ірілік бойынша бөліп алып, сонан соң ірі және ұсақ фракцияларды әр класқа сай оңтайлы жылдамдық режимдерінде бөлек байыту;

екінші байыту сатысын енгізу арқылы алдын-ала құрамында пайдалы компоненттері жоқ ірі фракцияларды бөліп алу және ұсақ фракцияларды жылдамдығы төмен ағындарда қосымша байыту.

Концентрациялау столдарда, шлюздерде, винтті сепараторларда және бөлшекті ағымды концентраторларда байыту.