《流体机械原理》部分讲义(1)201304

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1、矿山机械《流体机械》部分(1)12排水设备n教学目的和要求²通过本章学习，应能了解矿井水的来源及性质、对排水设备的要求、离心式水泵的工作理论。掌握矿井排水设备分类及工作原理、矿井排水系统、矿用离心式水泵管路上工作、矿用水泵结构与特性、水泵性能测定原理和排水设备选型设计。n重点和难点²本章重点：矿井排水设备分类及工作原理、矿井排水系统、离心式水泵工作理论、矿用水泵结构与特性、水泵性能测定原理等。²本章难点：矿用离心式水泵管路上工作、排水设备选型设计。n考核知识点和考核要求²识记：矿井水的来源及性质、对排水

2、设备的要求、矿井排水设备分类及工作原理和矿用水泵结构与特性；²领会：排水管路压头特性、运行工况点的确定、水泵汽蚀与吸水高度、水泵正常工作的条件和矿用离心泵的调节；²综合应用：排水设备选型设计。12.1概述一、矿井水的来源及性质1、来源：地表水、地下水2、用涌水量反映矿井水的大小：绝对涌水量和相对涌水量，最大涌水量和正常涌水量。3、含水系数K：用同时期内相对于煤炭产量的涌水量作为比较各矿涌水量的大小参数。44其中：——绝对涌水量，；——同期内煤炭产量，。4、矿井水的性质密度比清水大，一般为1015～102

3、0；强酸性矿井水对机械设备有强烈腐蚀作用，可采取的措施：水中加石灰等碱性物质中和；采用耐酸泵、管路防腐处理。二、矿井排水设备组成矿井排水设备由水泵、电动机、启动设备、管路及管路附件、仪表等组成。矿山排水设备示意图1-离心式水泵；2-电动机；3-启动设备；4-吸水管；5-滤水器；6-底阀；7-排水管；8-调节闸阀；9-逆止阀；10-旁通管；11-引水漏斗；12-放水管；13-防水闸阀；14-真空表；15-压力表；16-放气栓；17-吸水井三、对排水设备的要求矿井排水设备分为固定式（根据其服务范围又分为：主

4、排水设备、区域排水设备、辅助排水设备）和移动式。1、固定排水设备的要求（煤矿安全规程）44装在井下专门峒室内的固定式排水设备，即使在很短的时间内遇到破坏，也有可能淹没坑道。（1）井下主排水设备应有工作水泵（台，20h内排出矿井24h的正常涌水量）、备用水泵（，工作和备用水泵的总能力应在20h内排出矿井24h的最大涌水量）和检修水泵（）。可据水文地质条件情况在主泵房内预留一定数量水泵的安装位置。（2）必须有工作和备用水管（排水能力）（3）配电设备应同工作、备用和检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用水泵

5、；主泵房的供电线路不得少于两条回路，每一条回路应能担负全部负荷的供电。（4）工作的水泵机组必须工作可靠。（5）主排水设备应有预防涌水突然增加致使设备被淹没的措施。（6）较高的运行效率。（7）尽量采用体型小的泵，以减小泵房尺寸，结构上应适于在井下安装、拆卸、运输和维修。（8）电气设备应是防爆型的（KB，Ex）。2、移动式排水设备的要求其特点是随着掘进工作面的推进或水位下降而移动。（1）水泵应适合流量变化不大而扬程有较大变化的需要，有较好的吸水性能，保证把局部（水窝）的水排干。（2）垂直泵轴平面上的外形尺寸

6、较小，适于在横截面小的巷道中工作；（3）移动方便迅速。四、矿井排水设备的分类及工作原理1、常用的矿用水泵（1）单级、单吸水泵（2）卧式、单吸、多级分段式水泵（3）卧式、多级螺壳水泵（4）深井泵（5）吊泵矿井排水设备多采用离心式。2、离心式水泵的分类（1）叶轮压头：低压、中压、高压。（2）叶轮数目：单级、多级。（3）吸入方式：单吸、双吸。（4）叶轮结构：开式、半开式、闭式。44（5）泵壳结构：整体外壳式、分段外壳式和螺壳式水泵。（6）按照泵轴的位置：立式和卧式水泵。1—叶轮；2—泵壳；3—主轴；4—压出室

7、；5—吸入室单级、单吸离心泵3、离心泵的基本结构离心泵主要部件离心泵的主要部件有叶轮、吸水室(进水段)、螺壳(出水段)以及多级分段式水泵中的导水和返水圈，这些部件统称作通流部件。除此之外，还有密封环、填料箱和平衡盘等重要的辅助部件。44离心泵结构轴；轴承箱（轴承）；吸入室；叶轮；压出室；轴端密封；泵体（泵盖）D280-43×3型单吸、多级、分段式离心泵444444D型水泵叶轮剖视图1—前盘；2—叶片；3—后盘；4—轮毂叶轮的结构形式(a)闭式叶轮(b)半开式叶轮(c)全开叶轮（效率低，排污、含大量固体颗

8、粒）1——前盖板；2——后盖板；3——叶片；4——轮毂44闭式叶轮（整体铸造）半开式叶轮径向导叶44正导叶导叶+叶轮立式轴流泵混流式泵潜水泵44深井泵（deep-wellpump;drownedpump）定义：用于井田疏干，沉入钻孔中排水的机械。包括“长轴深井泵(deep-wellpumpwithline-shaft)”和“潜水深井泵(submersibledeep-wellpump)”。长轴深井泵潜水深井泵深井泵结构及安装示意图44深井潜