Введение. Соотношение обеих составляющих частей цементной аэросмеси характеризуется несколькими количественными показателями, важнейшим из которых является пористость или газосодержание. В установках для перекачки цемента пневмокамерными насосами реализуется наиболее экономичный режим пневмотранспортирования потоками с высокими концентрациями материала и низкими скоростями. Установлено, что расходная концентрация уменьшается с увеличением дальности транспортирования [1, 2, 5].Основная часть. В таких потоках объемная концентрация материала может достигать значений, близких к насыпному состоянию          (1)Такие высокие концентрации материала возникают на входе в цементопровод. Дальше по мере ускорения движения материала его концентрация снижается до уровня  Массовые расходы воздуха и цемента в цементопроводе определяются соотношениями                  (2)                  (3)где – площадь поперечного сечения трубопровода, м2;  – плотности воздуха и цемента, кг/м3;  – их скорости, усредненные по площади поперечного сечения трубы, м/с.Загрузка цементопровода материалом характеризуется его действительной или мгновенной массовой концентрацией, равной отношению массы материала к массе воздуха в каком-либо выделенном отрезке трубопровода         (4)Величина является локальной характеристикой потока цементной аэросмеси, которая меняется вдоль цементопровода. Пневмотранспортную установку в целом характеризует расходная концентрация материала, равная отношению массовых расходов цемента и воздуха       (5) При ≥10 кг/кг концентрация цемента считается высокой, а при ≥60 кг/кг в цементопроводе устанавливается плотный слой материала.Основные параметры потока цементной аэросмеси, скорости фаз, концентрация частиц и другие показатели непрерывно меняются как во времени, так и вдоль цементопровода, поэтому при описании процесса пневмотранспортирования часто используются скорости фаз, приведенные к поперечному сечению камеры насоса или трубопровода                        (6)                    (7)где  – объемные расходы воздуха и материала.Приведенные скорости воздуха  и материала фиктивны. Реальные среднерасходные скорости, определяемые из формул (2, 3), всегда больше фиктивных, поскольку находящийся в аэросмеси материал приводит к уменьшению живого сечения цементопровода.Показателями эффективности пневмотранспортного процесса является удельная нагрузка на поперечное сечение цементопровода                          (8)а также удельный расход сжатого воздуха на транспортирование                     (9)где  – объемный расход воздуха, приведенный к нормальным условиям, м3/с.Характерной особенностью двухфазных потоков является опережающее движение несущего воздушного потока относительно частиц материала. Отношение скорости транспортирующего воздушного потока к скорости цементных частиц, т.е. коэффициент скольжения можно оценить с помощью следующей эмпирической зависимости                (10)Верхним пределом скорости воздуха в цементопроводе следует считать критическую скорость, при которой частицы не выпадают на дно трубопровода. Ее величину можно оценить с помощью эмпирического соотношения  (11)При использовании пневмокамерных насосов надёжно транспортирующая скорость воздушного потока, исключающая завалы цементопровода, как правило, ниже критической, но ее величина подбирается опытным путем.Протекание процессов пневмотранспортирования цемента в значительной мере зависит от свойств самого транспортирующего агента – сжатого воздуха.Параметры сжатого воздуха, связаны между собой уравнением состояния идеального газа [3, 4]                      (12)где P –давление воздуха, Па; V – объем, занимаемый воздухом, м3; – масса воздуха, кг; T – абсолютная температура воздуха, K (Т=273+t ºС); R - удельная газовая постоянная воздуха, R= 287,3 Дж/кг·К.Из уравнения (2.37) следует зависимость плотности воздуха от давления и температуры                           (13)При нормальных условиях (P0 = = 1 атм = 101325 Па, t = 20 ºС, = 293 К) плотность воздуха ρ = 1,2 кг/м3, а в емкости пневмокамерного насоса (P = 0,6 МПа, t = 140 ºС) достигает ρ = 5,12 кг/м3.Вязкость воздуха с увеличением температуры возрастает. Зависимость коэффициента динамической вязкости от температуры имеет вид          (14)Коэффициент кинематической вязкости воздуха зависит не только от температуры, но и от давления           (15)При нормальных условиях = 15⋅10-6 м2/с, а в камере насоса снижается до 7,4⋅10-6 м2/с.Приведение объемного расхода воздуха к нормальным условиям можно выполнить по формуле                 (16)где  – давление, температура и объемный расход воздуха в рабочих условиях.Давление  включает в себя и атмосферное давление                   (17)где - избыточное давление, Па.Скорость истечения воздушной струи через ограниченный слой дисперсной среды составляет от 10 до 50 % скорости звука в воздухе, которая определяется соотношением                            (18)где = 1,405, , – показатель адиабаты, давление и плотность воздушной фазы соответственно. Для струй, истекающих в цемент из сопел аэрационного устройства пневмокамерного насоса, скорость истечения может принимать значения от 80 до 130 м/с. При таких скоростях в толще цемента вблизи сопел возникают факелы (каверны), заполненные газовзвесью с газосодержанием  = 0,9–0,98. Длину факелов струй можно оценить с помощью эмпирического соотношения [2]                   (19)где  – объемный расход струи, м3/с.По мере затухания струй их скорость снижается, ее можно определить               (20)где – скорость истечения струи, м/с;  – диаметр сопла, м; l – расстояние, м. Выводы.  Цементно-воздушная смесь, образуемая аэрационным устройством в нижней зоне камеры насоса, нагнетается сжатым воздухом в разгрузочный патрубок в виде пульсирующего газодисперсного потока, в котором сгустки (пробки) сильно концентрированной смеси перемещаются воздушными пузырями, в которых материал находится в виде газовзвеси. При переходе на горизонтальные участки цементопровода цемент выпадает на дно и перемещается в виде волн или гребней. Сильно выраженная неоднородность потоков цементной аэросмеси, создаваемых пневмокамерными насосами, исключает возможность применения для их расчета методов, разработанных для расчета пневмотранспорта во взвешенном (аэрозольном) состоянии.