Проаналізовано вплив коливань витратних параметрів на режими роботи гідротранспортної установки. Показано, що існуючі неминучі стрибкоподібні коливання густини суміші й об'ємної продуктивності установки неоднаково впливають на режими транспортування для різних видів сумішей. Із використанням законів збереження мас і кількості руху рідкої та твердої фаз розроблено математичну модель течії суміші твердих частинок і несучої рідини, в якій на відміну від існуючих моделей враховано градієнтну силу опору твердих частинок під час визначення міжфазних сил, а також силу взаємодії пульпи зі стінками трубопроводу. Встановлено, що максимальна розбіжність експериментальних і теоретичних даних не перевищує 26 %. Розроблено економіко-математичну модель гідротранспортної установки, в якій використано як функції мети повні витрати на транспортування, з урахуванням терміну служби трубопроводу, та вперше враховано вплив фізико-механічних властивостей транспортованого матеріалу, виду насосно-перекачувального обладнання, зносу трубопроводу та терміну служби насосного устаткування на значення сумарних наведених витрат. Визначено характер зміни величини раціонального діаметра нагнітального трубопроводу для розсипів частинок різних класів у разі зміни густини суміші та продуктивності транспортування гідротранспортною установкою твердих частинок у встановлених діапазонах. На підставі розробленої економіко-математичної моделі одержано залежність раціонального діаметра нагнітального трубопроводу від витратних параметрів проектованої гідротранспортної установки.

Впервые в мировой практике рассмотрены вопросы выбора рациональных конструктивных, расходных и энергетических параметров глубоководных эрлифтных гидроподъемов в сопряженной постановке, путем комплексного моделирования механических и гидродинамических процессов в транспортном трубопроводе, нагруженном внутренним и внешним потоками жидкости. Предложены способы и средства функционирования глубоководных морских комплексов добычи твердых полезных ископаемых.

Цель работы - создание математического обеспечения для автоматизированного способа управления переходными режимами в глубоководных эрлифтных установках. Поставленная цель достигается путем математического моделирования наиболее характерных переходных процессов в основных технологических звеньях подводного оборудования на мета-, макро- и микроуровнях. К основным результатам относится разработка нестационарных математических моделей базовых элементов эрлифтного гидроподъема: дозатор, подводящая и подъемная трубы, смеситель, пневмопровод, компрессор и ресивер. Разработанное математическое обеспечение, описывающее распространение ударных и кинематических волн в пневмогидравлических трактах гидроподъема, а также переходные процессы в силовом оборудовании, послужило основанием для разработки программного комплекса, который позволяет определять параметры основных переходных процессов в широком диапазоне изменения производительности установки и глубин разработки месторождений. С помощью разработанного программного комплекса обоснована часовая производительность глубоководной эрлифтной установки в рабочем режиме, обеспечивающая, с учетом длительности переходных процессов, выполнение суточной нормы по подъему минерального сырья. Предложены обладающие патентной чистотой технические решения по сокращению длительности переходных режимов за счет уменьшения числа пусковых операций, гарантированно обеспечивающие устойчивость протекающих нестационарных процессов в элементах гидроподъема.