ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Затраты на подготовку воздуха для шахт и рудников составляют значительную часть в себестоимости продукции. Так, на калийных рудниках до 30% всех энергетических затрат при извлечении руды расходуется на вентиляцию и подогрев вентиляционного воздуха.

Создана математическая модель распространения подогретой струи воздуха в сносящем потоке, которая позволяет оптимизировать расход тепловой энергии, необходимой для обогрева воздухоподающих стволов и подогрева вентиляционного воздуха.

Обоснована целесообразность использования вторичных энергоресурсов при регулировании микроклиматических параметров в рудниках. Для этого решена задача о миграции конденсационных рассолов по выработкам рудников и создана математическая модель «закачки холода» в зимнее время в искусственные рассолосборники - аккумуляторы энергии. Задача по расчету миграции рассола по выработкам вглубь рудника решена на основе закона Герца и Кнудсена, закона Фика и уравнения Менделеева-Клайперона.

Закон Фика описывает диффузию пара с поверхности рассола вглубь воздушного потока. Уравнение Менделеева - Клайперона связывает парциальное давление, объем и температуру водяного пара, который считается идеальным газом.

Для расчета турбулентного теплообмена между рассолом и тепловой трубой при «закачке холода» использовалась однопараметрическая модель 2-го порядка, которая получалась упрощением двухпараметрической модели Джонса-Лаундера. Ввиду слабой стратификации рассола в рассолосборнике жидкость предполагается однокомпонентной.

В двухпараметрической модели вывели уравнения для кинетической энергии турбулентности и диссипации. Численный анализ полученного решения показал возможность использования полученной математической модели для решения задач, связанных с накоплением холода в существующих рассолосборниках калийных рудников. В зависимости от физических характеристик растворов солей, а также теплотехнических и геометрических параметров тепловых труб определили оптимальное расположение тепловых труб для требуемой энергетической емкости аккумулятора энергии.