【采矿课件】第七章矿井排水设备.pptx

《【采矿课件】第七章矿井排水设备.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第七章矿井排水设备§7—1概述一、矿井排水设备的任务和分类1、矿水（1）矿水来源涌入矿井的水统称为矿水。矿水主要来源于地面水和地下水。（2）涌水量绝对涌水量：单位时间内涌入矿井的水的体积量（q），单位是m3/h；相对涌水量：同时期内相对于单位煤炭产量的涌水量，也称含水系数。以“Ks”表示。T—同时期内煤炭日产量（t）（3）矿水性质1）温度随井深增高。2）密度比清水大。ρ=1015～1025kg/m33）化学性质矿水略带酸性，当PH<5时，应采取措施。2、任务将矿水及时地排送至地面，为井下创造良好

2、的工作环境，确保安全生产。3、分类矿井排水设备分为固定式和移动式。固定式排水设备根据其服务范围又分为主排水设备、区域排水设备和辅助排水设备。二、矿井排水设备的组成1、组成水泵、电机及电控设备、管路及附件、监测仪表等。2、各部分功用§15—2离心式水泵的工作理论一、离心式水泵的工作原理及性能参数（一）工作原理（二）性能参数1、流量（Q）单位时间内水泵所排出的水的体积。单位：m3/s、m3/h2、扬程（H）单位重量的水通过水泵后所获得的能量，单位：m。3、功率（P）水泵在单位时间内所做的功的大小。单

3、位：kw。（1）轴功率电动机传给水泵轴的功率（即水泵的输入功率）。（2）有效功率（Pa）单位时间内水通过水泵所获得的能量（即水泵的输出功率）。4、效率（η）水泵的有效功率与轴功率的比值。5、转速（n）水泵叶轮每分钟的转数。单位：r/min。6、允许吸上真空度（Hs）在保证水泵不发生汽蚀的情况下，水泵吸水口所允许的真空度。单位：m。二、离心式水泵的基本方程式水在水泵的叶轮中的流动情况相当复杂，利用数学方法准确求出压头特性（泵转速一定时，流量与压头之间的关系）是很困难的。只能采用近似方法，使其结果能

4、基本反映实际情况，这就是建立一个理想叶轮模型，其条件为：1、叶轮叶片数目无限多，叶片厚度无限薄；2、介质（水）为理想流体，水泵工作时没有任何损失；3、水的流动是稳定流动；4、水不可压缩（即ρ=常数）（一）水的质点在叶轮内的流动1、表征叶轮的形状的几何参数D1、D2—叶轮叶片内缘、外缘直径；r1、r2—叶轮叶片内缘、外缘半径；b1、b2—叶轮叶片内缘、外缘处的宽度；β1、β2—叶轮叶片内缘、外缘处的叶片安装角。2、水在叶轮中的运动（是一复合运动）可分解为圆周运动和相对运动，两者的合成称为绝对运动。

5、圆周运动与叶轮圆周速度相同的牵连运动。任意半径处圆周速度u=rω；相对运动介质（水）相对于叶片的运动。当水为理想流体时，叶片无限多，无限薄的情况下，叶片间流道中的流体成为微小流束。流体的每一质点只能沿着流道运动，其轨迹与叶片型线一致。当然，在流道入、出口处的流体质点运动方向也与该处的叶片切线方向一致。在同一半径上的各质点流速是相同的，用相对速度w表示。绝对运动：绝对速度C3、速度三角形（速度向量图）速度三角形（图7—3）（以下缀1和2区分入口和出口处的各项参数）参数解释：径向速度绝对速度在径向方

6、向上的分量。（用Cr表示）旋绕速度绝对速度在圆周方向上的分量。（用Cu表示）α角：与的夹角。β角：与反方向的夹角。（与叶片安装角相等）4、各参数之间的关系（二）基本方程式（离心式水泵的理论压头方程式—欧拉方程）理论压头是指理想叶轮转换给流体的压头。一般用HT表示。理想叶轮工作时无损失，它的轴功率Pl等于有益功率，即又轴功率可以用加于叶轮的外力矩M和叶轮角速度ω的乘积表示为（找出外加力矩M与叶轮参数之间关系后，利用此关系代入上式，即可求出压头HT与叶轮参数之间的关系。为此可利用动量定理。从该定理可

7、知：作用于叶轮上的外力矩应等于每秒钟流经叶轮的流体的动量矩增量。）∴如图所示，表示理想叶轮中某流体质点由入口处1运动到出口处2的情况，其中虚线表示其绝对运动的轨迹。若QT为为叶轮流量，则每秒钟流经叶轮的流体质量为ρQT。该流体在叶轮中的动量矩增量可用它的出口处动量矩ρQTc2l2与入口处动量矩ρQTc1l1之差表示。由此式中，m从基本方程式可以看出：1、水从叶轮中获得的能量，仅与水在叶轮进口及出口的运动速度有关，与水在流道的流动过程无关。对于水泵，在设计叶轮时，通常都是按无预旋设计，即α1=90

8、º、c1u=0。因此，m2、压头与叶轮外缘圆周速度u2成正比，u2=ЛD2n/60。所以，当其它条件相同时，叶轮外径越大，转速越高，压头也越高。3、流体所获得的理论压头（扬程）HT与流体种类无关。对于不同流体，只要叶轮进、出口处流体的速度三角形相同，都可以得到相同的HT。压头，即流体在泵中的能量增量可以分解为动能和势能。在涡轮机行业中，称前者为动压，后者为静压。将基本方程式变换为另一种形式后，可看出静压和动压的来源。代入基本方程式可得：表示流体在叶轮中第一项，由于绝对速度增加而增加的动能；第二项