15.5. Расчет основных параметров поршневых насосов
Если бетонная смесь достаточно насыщена жидкой фазой, то она движется по бетоноводу в виде пробки, покрытой в пристенной зоне смазывающим слоем из цементного теста. Сопротивление движению смеси оказывают напряжения сдвига в пристенном слое и силы трения твердых частиц о стенки. Если смесь не насыщена жидкостью, то сопротивления движению сильно возрастают, так как сдвиг может распространиться на все сечение потока.
Учитывая сказанное, можно перекачивать смеси с расходом цемента 250 ... 300 кг/м3 при водоцементном отношении 0,55 ... 0,7, подвижности 6 ... ... 12 см, крупности заполнителя до 40 см. Диаметр трубопровода должен быть не менее чем в 2,5 ... 3 раза больше поперечника заполнителя. Потери давления на участке бетоновода-длиной / (рис. 15.11) определяются из условия равенства разност» сил, действующих на торцы выделенного цилиндрического участка смеси, силам трения на его цилиндрической поверхности:
Рис. 15.11. Схема к расчету потерь давления в бетоноводе
nr2 (р2-Р\) =2nrlx,
(15.1)
где г - радиус рассматриваемого цилиндрического объема смеси, м; р2 и р\ - давления на торцах цилиндра, Па; I- длина рассматриваемого участка, м; т- напряжение сдвига в пристенном слое 12- 5258 17Г
гсмеси, Па. Напряжения сдвига вязкопластических тел описываются уравнением Шведова-Бингама
+ (15.2)
где то - предельное напряжение сдвига смеси, Па; ц - пластическая вязкость смеси, Па-с; йи\&г - градиент скорости движения
«меси в пристенном слое, 1/с.
При ламинарном движении смеси кривая сдвиговых скоростей
?в пристенном слое на основании уравнения Навье -Стокса (по упрощенной схеме Прандтля) запишется зависимостью
Ы = Уя(#2-Г2)/(#2_#я2), (15.3)
;где уя - постоянная скорость ядра течения; Я - радиус трубы; Ля - радиус ядра течения.
Дифференцируя зависимость (15.3), получим
-**.= 2го» . (15.4) йг Я2 - Яя2
Подставив в формулу (15.1) значения т и йи\йт и, произведя шреобразования, определим потери давления на участке:
д, = л_Лв^+^_±*_ (15.5)