流体机械设计说明书.doc

湘潭大学流体机械课程设计说明书专业:矿山机电班级:0902班学号:20099215210姓名:胡永再指导老师:胡春莲老师二零一一年十二月一、,井深—200m,地面标高100m正常涌水量qz=200(m3/h),正常涌水期rz=240(d)最水涌水量qmax=250(m3/h),最大涌水期rmax=90(d)矿水中性ph=7,密度ρ=1020(kg/m3)矿井主排水设备泵房设在井底车场附近属低沼气矿井矿井年产量9×105(t):选择排水设备拟定排水系统选泵型式及台数选泵管路并作管路布置计算管路特性确定排水装置排水工况,①.选择排水系统排水系统分为两种:一是直接排水,二是分段排水。因考虑到矿井不深,所以采用直接排水较好。②.选泵型式及台数工作水泵必须排水能力根据有关规定,要求投入工作水泵排水能力能在20小时内排完24小时正常涌水量。即QB≥24qz/20则QB≥=×200=240(m3/h)又工作泵与备用泵总能力,能在20小时内排完24小时最大涌水量。即Qmax≥24qz/qmax则Qmax≥×250=300(m3/h)其中qz为正常涌水量,qmax为最大涌水量QB为工作水泵必须排水能力Qmax为工作与备用水泵必须排水总能力③.水泵必须扬程利用管路效率概念,用HB=Hc/ηg(m)则HB=Hc/ηg=304/(~)=~(m)取HB==井深+井底车场与最低吸水面标高差+排水管高出井口高度=100+200+4=304(m)式中ηg为管路效率,对于竖直敷设管路ηg=—,对于倾斜敷设管路,当倾角a>30时取ηg=—,a=30—20时,取ηg=—,a<20时取ηg=—。因井为竖井,所以取ηg=—.④.预选水泵型式及台数预选D85-45×8型水泵,其参数如下:选能满足QB与HB水泵,最好是一台就能达到所需要求排水能力,优先选择工作可靠、性能良好、体积小、重量轻而且便宜产品,当矿水PH<5时,应采用防酸水泵。通过比较Qb、Qmax、与Qe,在正常涌水时期需要水泵台数n1=Qb/Qe=240/85=,取n1=3n2≥=×3=≥Qmax/Qe-n1=300/85-3==3检修泵数n3≥=×3=,取n3=1所以必须水泵台数n=n1+n2+n3=7台.⑤.选择管路并作管路布置根据泵总台数,选用典型三泵两趟管路系统,一条管路工作一条管路备用。正常涌水时,一台泵向一趟管路供水;最大涌水时,两台泵同时工作就能达到20h内排出24h最大涌水量,故从减少能耗角可采用两台泵向两趟管路供水,从而可知每趟管路内流量Qe等于泵流量。由于井深远大于200m,确定采用无缝钢管。⑥.排水内径(m)式中——排水管内径,; ——排水管中流量,; ——排水管内流速,通常取经济流速=~(m/s)来计算。预选Φ152×8无缝钢管则排水内径=(152-2×8)mm==(cm)≤(cm)因此所选壁厚合适。吸水管径(吸水管直径一般比排水管直径大一级)根据选择排水管径,吸水管选用ф159×8无缝钢管。)管路系统管路布置参照图9-23b所示方案。这种管路布置方式任何一台水泵都可以经过四趟管路中任何一趟排水,排水管路系统如图所示:2)估算管路长度Lp=344~354(m)取Lp=350m,吸水管长度可估算为Lx=6(m)3)管路阻力系数R计算沿程阻力系数吸水管λx=/(dx)=/()==/(dp)=/()==8/π2g[λxLx/(dx)5+∑ζx/(dx)4+λpLp/(dp)+(1+∑ζp)1/(dp)4]=8/π2g[×6/()5+/()4+×350/()5+(1+)1/()4]=×10-4(h/m5)管路特性方程新管H1=Hsy=RQ²=304+×10-4Q²旧管H2=Hsy+²=304+×10-4Q²绘制管路特性曲线并确定工况点根据求得新旧管路特性方程,取六个流量值求得相应损失如下表:Q/(-1)60708090100110H1/.