离心式水泵选型设计

1、离心式水泵选型设计矿山机电专业矿井通风设备选型设计指导书应用技术学院机械系一、选型设计的基本原则相同的通风设备及辅助装置， 其中一套作为备用。且备用通风设备及辅助装置必须能在 10min 内开动。2.选择通风设备应符合下列规定：（ 1）应满足矿井第一水平开采各个时期的工况变化需要，并要求通风设备在较长时期高效运行；当工况变化较大时， 应根据矿井采区分期投产时间及节能情况分期选择电动机； 必要时，可采用电气调速装置调整风量及负压满足工况要求。（ 2）通风机能力应留有一定余量。轴流式通风机在最大设计风量和负压时， 轮片安装角度应比设备允许范围小 5°；离心式通风机的设计转速不应大于设备允

2、许最高转速的 90%。（ 3）通风机电动机的选择，一般宜采用鼠笼型或绕线型异步电动机， 但容量较大时宜采用同步电动机，电网容量允许时应采用直接启动方式。（ 4）轴流式通风机应校验电动机的正常启动容量和反风容量。3.通风设备及辅助装置（包括风道及风门）计算风量所采用的漏风系数应符合下列规定：（ 1）专用通风井应取 1.051.15。（ 2）箕斗井兼作回风用时应取 1.151.2。（ 3）回风井兼作升降人员时应取 1.21.3。通风设备的辅助装置应尽量采用先进的防漏风设施。4.通风设备及辅助装置安装布置应符合下列规定：（ 1）在同一通风井后期需更换通风机时，应预留风道接口和通风机房位置。（ 2）反

3、风风门的起重量大于 1 吨时，应采用电动、手摇两用风门绞车，并集中操作；手动风门绞车宜集中布置。（ 3）通风机房可根据安装检修实际需要设置起重梁或起重机。5.通风机的反风应符合下列规定：（ 1）通风机能在 10 分钟内改变巷道中的风流方向，反风量不应小于正常供风量的 40% 。（ 2）采用轴流式通风机时，宜采用可调叶片方式反风或反转反风。（ 3）采用离心式通风机时，应采用反风道反风。6.通风设备的噪声控制应符合下列规定：（ 1）通风机房内的噪声值不得超过 85dB，且应设置隔音值班室。（ 2）通风设备对附近居民区的噪声值不得超过 55dB，并符合现行工业企业噪声卫生标准的有关规定； 当达不到规

4、定要求时， 应采取消声措施。三、选型设计的原始资料和任务1.选型设计时必须具备的原始资料：（ 1）矿井通风方式及通风系统图；（ 2）各时期的通风量及负压的变化；（ 3）矿井瓦斯等级；（ 4）矿井供电电压；（ 5）矿井年产量及服务年限；（ 6）当地气候条件；（ 7）预计装风机的井口地面情况；（ 8）其他相关资料。2.选型设计的任务（ 1）选择风机类型和型号；（ 2）选配辅助装置；（ 3）确定设备组合方案；（ 4）提出经济核算结果；（ 5）绘制设备布置图。四、选型设计的步骤和方法离心式通风机选型设计1.估算通风机必需产生的风量Q kQk =?.? × ? =43.3 ?/s式中： k通风

5、设备的漏风系数。当风井不作提升井时， k=1.11.15；风井兼做箕斗提升井时 ， k=1.151.2；风 井兼 作罐 笼提 升井 时，k=1.21.3。此处选 k=1.12.估算通风机的风压初期：?=?+?+?=?+?+ ?= ?末期： ?=? +?+ ? = ?+?+ ?= ?式中： hqz 扩散器的阻力损失，一般取hqz=100150Pa。此处取 hqz=100 Pa? ?附加阻力损失。此处取 ? ?=150 Pa由?、?、Q 查矿山固定设备选型使?用手册上册预选用 4-72-11No20B 离心式通风机和 G4-73-11No20D 离心式通风机。以下分别对以上两种类型的通风机进行验算

6、， 然后进行比较选出最佳风机。若初步预选 4-72-11No20B 离心式通风机。并查得该机号通风机出口面积S=2.24?。若取扩散器扩散角 ?= ?，°扩散面积比n=2.6 查扩散器设计图，可得损失系数?= 0.37，则 ? =? ?.?.? ( ) ?= ?.×?×()?= ?.? ?.?初期：?=?+?+?=?+?+ ?= ?末期：?=?+?+?=?+?+ ?= ?式中： k 扩散器损失系数，查表确定。3.选择通风机型号和台数（1）计算叶轮的圆周速度H max1887u59.9m / sH M1.2 0.438式中： u叶轮圆周速度H M 所选类型通风机在最

7、高效率时的全压系数，由 4-72-11No20B 特性曲线查取 H M =0.438（2）计算通风机叶轮直径4Q444.3D '2.06muQ M59.90.222式中： D 通风机叶轮直径，m；Q M 所选类型通风机在最高效率时的风量系数，由 4-72-11No20B 特性曲线查取 Q M =0.222（3）选择通风机由 4-72-11 型通风机性能规格表可查得，叶轮直径接近 D的为与前面预选机号相=2.02m2m同。故确定选用2 台 4-72-11No20B 型离心式通风机，一台左旋一台右旋，出风口位置均为?.°4.确定通风机工况点使用通风机的类型特性曲线选择风机， 应首

8、先计算类型系数， 建立无因次网路特性方程， 绘制无因次网路特性曲线，然后才能求得工况点。因为H max Rmax Q2H max18870.96R max44.32Q 22424所以 RmaxRmaxD0.96（24）7.8941.2式中： Rmax 最小网路阻力损失系数同理2H min2D 412582D424RminRmin 4Q2444.3241.25.27则网路的无因次特性曲线方程为末期22H max R max Q7.89Q初期22H min Rmin Q5.27Q（ 5）绘制初、末期无因次网路特性曲线用描点作图法，将无因次网路特性曲线绘制在通风机的类型特性曲线图上。由网路的无因次特

9、性曲线方程可得如下表：Q00.050.10.150.20.250.3Hmax00.0190.0780.170.3150.4930.7179860Hmin00.0130.0520.1190.2100.3290.4727834（ 6）确定工况点及工况参数由初、末期无因次网路特性曲线与通风机的类型特性曲线的交点，即为通风机的无因次工况点。读取工况点从而求得对应的风压系数、 流量系数和效率。A 点： A=0.233HA=0.428QA=0.94QB=0.265HB=0.370 B=0.895.通风机转速的计算对应于初期工况点A 的叶轮圆周速度H min1887uA60.61m / sH A1.2 0.

10、43式中： H A 最小全压时，通风机无因次工况点 A 的风压系数。对应于初期工况点A 的通风机转速nA60uA60 60.61 579r / minD2式中： nA 对应于工况点 A 的通风机转速， r/min ；对应于末期工况点B 的叶轮圆周速度H max125853.23m / suB1.2 0.370H B式中： H B最大全压时，通风机无因次工况点 B 的风压系数。对应于末期工况点B 的通风机转速nB60uB60 53.23D509r / min2式中： nB对应于工况点 B 的通风机转速， r/min 。依据 nA579r / minnB509r / min ，查4-72-11 型

11、通风机性能规格表，决定初期通风机主轴转速采用560r/min ，待一段时间后采用630r/min 。采用皮带轮调速。因 umax = Dnmax /60=2 ×630/60=65.94 m/s,它小于 0.9uy=0.9×110=99 m/s（uy 为 4-72-11 型通风机叶轮的允许外圆周速率） ，故所选通风机满足备用风机的要求。6.选择电动机（1）功率计算。在 630r/min 的情况下，利用闸门节流将通风机风量调至 Q=44.8m3/s，于是?= ?=?×?.?= ?.? ?×? ×?.?“，则按?=0.209 查得， ? 0.45 ，

12、?=0.94?× ?.? ×?= ?= ?.?. =?在 560r/min 的情况下，利用闸门节流将通风机风量调至 Q=44.8m3/s，于是?= ?=? × ?.?=? × ? × ? ? × ?×?.按查得，“?=0.235?0.418?=0.92，则?× ? ? = ? = ?.）?× .?× （= ?在开采末期和初期的通风机轴功率分别为初期：末期：H min' Q '172343.3Pmin'100082.97kw10000.95H max'' Q

13、 ''234743 .3Pmax''1000109.27kw10000.95式中： H 、H 初、末期工况点所对minmax应的全压， Pa；Q 、Q 初、末期工况点所对应的风量，m3/s；、 初、末期工况点所对应的效率。（2）计算电动机输出功率初期： P'd minPminH min' Q 'c82.9787.34kwc1000 '0.95末期： P''PmaxH max'' Q''c109.27c1000 ' '1000 0.95d max115.02kw式中： c传动效率，联轴器 c =0.98，三角皮带 c=0.95。（3）选择电动机因P dmin =87.34kw0.6Pdmax =115.020.6kw=69.012kw 。故电动机容量为：=1.12×115.02kw=128.822kwP =1.12Pdmaxd式中： 1.2考虑预计通风阻力不精确的备用系数。根据 Pd=128.822kw 和 nmax =630r/min ，确定使用 JS1278 型发电机，其功率为 130kw ，同步转速为 750r/min 。7.计算年