機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)74礦用流體機(jī)械設(shè)備選型計(jì)算

畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 80 萬(wàn) 礦用流體機(jī)械設(shè)備選型計(jì)算 二、 畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的原始數(shù)據(jù)資料 排水設(shè)備選型計(jì)算 某豎井井深 300m，正常涌水量 zq =200/ hm /3 。最大涌水量maxq=350/ hm /3 ，最大涌水期為 65天，礦水中性，涌水重度 =10000 3/mN ，試選擇一可行的排水方案。 通風(fēng)設(shè)備選型計(jì)算 某礦井開(kāi)采初期負(fù)壓為 2000Pa，末期為 3500 Pa，所需風(fēng)量 Q=75 sm3 。若風(fēng)井兼作箕斗井，試選擇風(fēng)機(jī)并確定初期和末期的實(shí)際工況點(diǎn)。 空壓機(jī)設(shè)備選型計(jì)算 已知某礦年產(chǎn)量 80萬(wàn)噸，達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)，共有八個(gè)采掘工作面，輸送管道布置如圖所示，各班風(fēng)動(dòng)工具見(jiàn)表，試選擇空壓機(jī)形式、臺(tái)數(shù)及各段輸氣管直徑。 各風(fēng)動(dòng)工具表 一班 二班 三班 HP2 -5 G-7 TY-30 HP2 -5 G-7 TY-30 HP2 -5 G-7 TY-30 N1 4 2 4 2 N2 4 2 4 2 N3 1 4 2 4 2 N4 4 2 4 2 1 N5 4 2 4 2 N6 1 4 2 4 2 班 次 機(jī) 具 型 號(hào) 工 作 面 三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成主要內(nèi)容： 1、說(shuō)明書(shū)： （ 1）分析說(shuō)明設(shè)備 的結(jié)構(gòu)和工作原理； （ 2）完成設(shè)備整體選型計(jì)算； （ 3）完成對(duì)各設(shè)備的使用、維護(hù)和故障診斷； 2、圖紙 （ 1） 總體 設(shè)計(jì)完整、圖紙表達(dá)清晰、標(biāo)注采用國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)； （ 2）完成整機(jī)裝配圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)方案確定最優(yōu)化； （ 3）完成各設(shè)備的機(jī)房布置圖； 四、畢業(yè)生應(yīng)提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料要求 1、說(shuō)明書(shū)： （ 1）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)必須打印成冊(cè)； （ 2）同時(shí)提交電子文檔； （ 3）電子文檔的格式是； .說(shuō)明書(shū)必須是 Word,DOC和 EXCEL,XLS .圖紙?zhí)峤坏碾娮游臋n資料必須是 AUTOCAD.Dwg 的格式 （ 4）郵箱地址（ E-Mail） : 2、 圖紙 ： （一）設(shè)備圖 （ 1）排水設(shè)備布置圖 1 張（ A0) （ 2）通風(fēng)設(shè)備布置圖 1 張（ A0) （ 3）空壓機(jī)房設(shè)備布置 圖 1 張（ A0) 注意：手工給圖不得 少于三分之一，其余為 AUTOCAD.DWg 繪制。 （二）說(shuō)明書(shū)一份 （不少于 2 萬(wàn)字） （三）電子文檔資料 （全部） 五、 設(shè)計(jì)進(jìn)度安排（從第二 周起） 序號(hào) 時(shí)間 周次 設(shè) 計(jì)任務(wù)完成的內(nèi)容及質(zhì)量要求 1 3 月 11 日 3 月 17 日 第 3 周 查閱資料，了解設(shè)備的工作機(jī)理及加工技術(shù) 2 3 月 18 日 3 月 24 日 第 4 周 方案制定 3 3 月 25 日 3 月 31 日 第 5 周 各設(shè)備的選型設(shè)計(jì) 4 4 月 01 日 4 月 07 日 第 6 周 各設(shè)備的選型設(shè)計(jì)草圖繪制 5 4 月 08 日 4 月 14 日 第 7 周 草圖繪制 6 4 月 15 日 4 月 21 日 第 8 周 繪制機(jī)房設(shè)備布置圖 7 4 月 22 日 4 月 28 日 第 9 周 繪制機(jī)房設(shè)備布置圖 8 4 月 29 日 5 月 05 日 第 10 周 設(shè)計(jì)、編寫說(shuō) 明書(shū) 9 5 月 06 日 5 月 12 日 第 11 周 修改說(shuō)明 六 、主要參考文獻(xiàn)資料 1、工具書(shū)： （ 1）機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) （ 2）機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)續(xù)編 （ 3）國(guó)外采煤工作面綜合機(jī)械化設(shè)備 （ 4）煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上、下） 上海煤礦機(jī)械研究所 （ 5）礦山固定機(jī)械手冊(cè) 煤炭工業(yè)出版社 2、 參考資料： （ 1） 煤礦設(shè)備管理使用手冊(cè) （ 2） 零件圖、說(shuō)明書(shū) （ 3） 教材 七、簽字欄 簽 字 欄 畢業(yè)生 姓名 徐程 專業(yè) 礦山機(jī)電 班級(jí) 10 礦山機(jī)電 4 班 要求設(shè)計(jì)工作起止日期 2009 年 3 月 11 日 2010 年 5 月 12 日 教師審核 指導(dǎo)教師（簽字） 日期 2013 年 月 日 教研室主任審查（簽字） 日期 2013 年 月 日 系主任批準(zhǔn)（簽字） 日期 2013 年 月 日 目錄 1、排水設(shè)備選型計(jì)算 1.1 排水設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理 1.1.1 水泵的工作原理 1.2 排水設(shè)備的選型計(jì)算過(guò)程 1.2.1 選定排水方式 1.2.2 預(yù)選水泵的型號(hào)與臺(tái)數(shù) 1.2.3 選擇管路系統(tǒng) 1.2.4 計(jì)算管路特性 1.2.5 校驗(yàn)計(jì)算 1.2.6 計(jì)算允許吸水高度 1.2.7 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 1.2.8電耗計(jì)算 1.3 排水設(shè)備的使用、維護(hù)、故障診斷 1.3.1 水泵的使用： 1.3.2 排水設(shè)備的故障診斷及處理 1.3.3 水泵的維護(hù) 2、通風(fēng) 設(shè)備的選型計(jì)算 2.1 通風(fēng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理 2.1.1 風(fēng)機(jī)的工作原理 2.2 通風(fēng)設(shè)備的選型計(jì)算過(guò)程 2.2.1 計(jì)算風(fēng)機(jī)必產(chǎn)生的風(fēng)量和風(fēng)壓 2.2.2 選擇風(fēng)機(jī) 2.2.3 確定工況點(diǎn) 2.3 通風(fēng)設(shè)備的使用、維護(hù)、故障診斷 2.3.1 通風(fēng)機(jī)的使用 2.3.2 通風(fēng)機(jī)的常見(jiàn)故障及診斷處理 2.3.3 通風(fēng)機(jī)的維護(hù) 3、空氣壓縮機(jī)的選型 計(jì)算 3.1 空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 3.1.1 空壓機(jī)工作原理 3.2 空壓機(jī)設(shè)備的計(jì)算過(guò)程 3.2.1 計(jì)算礦井所需的供氣量 Q 3.2.2 估算空壓機(jī)必須的出口壓力 3.2.3 選擇空壓機(jī)的型號(hào)和臺(tái)數(shù) 3.2.4 選擇輸氣管徑 3.3 空壓機(jī)設(shè)備的使用、維護(hù)、故障診斷 3.3.17L-100/8 空壓機(jī)的使用 3.3.2 故障排除 3.3.3 空壓機(jī)的維護(hù) 結(jié)論 參考文獻(xiàn) 工具書(shū)： 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)續(xù)編 國(guó)外采煤工作面綜合機(jī)械化設(shè)備 煤礦固定機(jī)械手冊(cè)煤炭工業(yè)出版社 參考資料： 煤礦設(shè)備管 理使用手冊(cè) 零件圖、說(shuō)明書(shū)、教材 致謝 我 在設(shè)計(jì)（論文）期間都是在 郭曉娥的 教授全面、具體指導(dǎo)下完成進(jìn)行的。 郭 老師淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的思維、民主而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)使學(xué)生受益非淺，并終生難忘。 感謝 郭曉娥 副教授等在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中給予的幫助。 感謝我的學(xué)友和朋友對(duì)我的關(guān)心和幫助。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 礦用液體機(jī)械設(shè)備選型計(jì)算 （一）排水設(shè)備 選型計(jì)算 畢業(yè)設(shè)計(jì)提供的原始數(shù)據(jù)資料 某豎井井深 300m，正常涌水量 zq =200/ hm /3 。最大涌水量maxq=350/ hm /3 ，最大涌水期為 65天，礦水中性，涌水重度 =10000 3/mN ，試選擇一可行的排水方案。 1、 排水設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理 結(jié)構(gòu)： 排水設(shè)備主要包括：水泵、配套電機(jī)、管路及其附件。 工作原理 ： （ 1） 水泵的工作原理我們以單級(jí)單吸離心水泵為例： 單級(jí)單吸離心式水泵由葉輪、主軸、機(jī)殼等組成。當(dāng)葉輪隨主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片間的液體也隨葉 輪旋轉(zhuǎn)而獲得能量，從葉片之間的開(kāi)口處甩出，進(jìn)入機(jī)殼，通過(guò)出液口排出。葉片間液體被甩出后，葉輪中心部分的壓力就要降低，當(dāng)壓力降低到能將外部液體吸入時(shí)，吸入的液體就能從軸向流入葉輪。葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，就能連續(xù)輸出有壓液體。 （ 2） 附件： 帶過(guò)濾網(wǎng)的底閥： 用來(lái)濾去水中的木屑等固體顆粒，以防吸入泵內(nèi)阻塞流道或損壞泵的有關(guān)設(shè)備。底閥用來(lái)?yè)踝∷脝?dòng)前充入吸水管道內(nèi)的水泄漏，當(dāng)水泵啟動(dòng)后自動(dòng)打開(kāi)底閥。 因底閥會(huì)增大吸水阻力，一般只用在中、小型水泵中。大型水泵通常沒(méi)有底閥。此時(shí)采用射流歷史意義或水環(huán)式真空泵進(jìn)行抽氣灌水。 閘閥： 一般情況下吸水管道路上不裝閘閥。但是，當(dāng)泵的吸水管道與其他管道相連，或者處于正壓進(jìn)水的情況下，吸水管道上應(yīng)裝設(shè)閘閥。排水管路必須裝閘閥，用來(lái)調(diào)節(jié)泵的流量，啟動(dòng)時(shí)應(yīng)將此閥關(guān)閉。 閘閥 也可以控制泵與水管的通路 ，逆止閥上方兩側(cè)的兩個(gè)閥，兩閥一啟一閉可以控制由哪一條水管排水 。 逆止閥： 按裝在閘閥上方，水只能自下而上，而不能從上往下流，從某種意義上說(shuō)它是一個(gè)單向閥。作用是用來(lái)阻止排水管路中的水倒流。特別是排水高度較大時(shí)，由于停電等事故，使水泵突然停止工作時(shí)，排水管中水突然返流形成水擊，容易損壞水泵。 真空表： 連接在 泵的吸入口法卡接頭上，用來(lái)測(cè)定泵的進(jìn)口真空。 壓力表： 連接在泵的出口法卡接頭上，用來(lái)測(cè)定泵的 出口的壓力。 2、排水設(shè)備的選型計(jì)算 選型設(shè)計(jì)時(shí)要貫徹執(zhí)行煤礦安全規(guī)程和煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范，在保證及時(shí)排除礦井涌水的前提下，使排水總費(fèi)用最小，選擇最優(yōu)方案。在具備上述原始資料的條件下，設(shè)計(jì)的步驟如下。 （ 1）選定排水方式 在煤礦生產(chǎn)中，單水平開(kāi)采通常采用集中排水，兩個(gè)水平同時(shí)開(kāi)采時(shí)，應(yīng)根據(jù)礦井的個(gè)體情況進(jìn)行具體分析，綜合基建投資、施工、操作和維修管理等因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較后，確定最合理的排水系統(tǒng)。 從給定 的條件，只需要在井底車場(chǎng)附近設(shè)立中央泵房，將井底所有涌水直接排至地面。 （ 2） 預(yù) 選水泵的型號(hào)與臺(tái)數(shù) 根據(jù)煤礦安全規(guī)程的要求，水泵必須有工作、備用和檢修水泵，其中工作水泵應(yīng)能在 20h 內(nèi)排出礦井 24h 的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。備用水泵的排水能力應(yīng)不小于工作水泵排水能力的 70%。工作和備用水泵的總排水能力，應(yīng)能在 20h 內(nèi)排出礦井 24h 的最大涌水量。檢修水泵的排水能力應(yīng)不小于工作水泵排水能力的 25%。水文地質(zhì)條件復(fù)雜或有突水危險(xiǎn)的礦井，可根據(jù)具體情況，在主泵房?jī)?nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的位置，或另外增加 排水能力。 水泵必須具備的總排水能力 根據(jù)煤礦安全規(guī)程的要求，在正常涌水期，工作水泵具備的總排水能力為： 正常涌水期 BQ 1.2zq =1.2 200=240 3m /h 在最大涌水期，工作和備用的水泵總排水能力為： 最大涌水期maxQ 1.2maxq=1.2 350=420 3m /h 式中 BQ 工作水泵具備的總排水能力， 3m /h maxBQ 工作和備用水泵具備的總排水能力， 3m /h zq 礦井正常涌水量， 3m /h maxq 礦井最大涌水量， 3m /h 水泵所需揚(yáng)程的估算 由于水泵和管路均未確定，因此就無(wú)法確切知道所需的揚(yáng)程，一般可由下面兩個(gè)公式中任選一個(gè)來(lái)估算： )s in 2.01.01( CB HH 或 BH = cH /g 式中 cH 測(cè)地高度，即水倉(cāng)最低水位至排水管出口間的高度差，一般可取cH=井底與地面標(biāo)高差 +4（井 底車場(chǎng)與水倉(cāng)最低水位距離）， m 管路傾斜 架設(shè)時(shí)的傾角； g 管路效率。當(dāng)管路架設(shè)在立井時(shí)，g=0.90.89;當(dāng)管路架設(shè)在斜井 ,且傾角 30時(shí) , g=0.830.8；當(dāng) =30 20時(shí)，g=0.80.77；當(dāng) 20時(shí)，g=0.770.74。 bH=cH/g =9.04300 =337.8m 初選水泵 水泵型號(hào)的選擇，依據(jù)計(jì)算的工作水泵排水能力 BQ 和估算的所需揚(yáng)程及原始資料給定的礦水物理化學(xué)性質(zhì)和泥砂含量，從產(chǎn)品樣本中挑選所有能夠滿足排水要求、工作臺(tái)可靠、性能很好、符合穩(wěn)定性工作條件、價(jià)格低的所有型號(hào)的泵。若 PH 5 時(shí)，在進(jìn)入 排設(shè)備前采取降低水的酸度措施在技術(shù)上 有困難或經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)，應(yīng)選用耐酸泵；若礦泥砂含量太大，應(yīng)考慮選擇 MD 型耐磨泵。符合上述條件的可能有多種型號(hào)，應(yīng)全部列出，待選擇了配套管路并經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較后，最終確定出一種型號(hào)的泵。 水泵級(jí)數(shù)的確定。 水泵級(jí)數(shù)可根據(jù)估算的所需揚(yáng)程和已選出的水泵單級(jí)揚(yáng)程用下式計(jì)算： I= BH /iH式中 iH 單級(jí)水泵的額定揚(yáng)程， m。 應(yīng)該指出，計(jì)算的 i 值一般來(lái)說(shuō)不是整數(shù)， 而級(jí)數(shù)只能是整數(shù)，取大于 i 的整數(shù)當(dāng)然可以滿足要求，但取小于 i 的整數(shù)有時(shí)也能達(dá)到要求，此時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮兩種方案，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，方能確定級(jí)數(shù)。 水泵臺(tái)數(shù)的確定。根據(jù)煤礦安全規(guī)程的規(guī)定，當(dāng) zq 50 hm /3 時(shí)，若工作水泵的臺(tái)數(shù)為 1n ，則備用水泵的臺(tái)數(shù)為 2n ， /2n =0.7 1n 和 /2n =1.2 maxq /Q- 1n (Q 為泵的舊管工況流量 ,求得工況點(diǎn)前可用額定流量預(yù)選 )兩個(gè)計(jì)算值中取較大值 ,然后再偏上取整值 .檢修水泵的臺(tái)數(shù) 3n =0.25 1n 偏止取整值 ,因此水泵的總臺(tái)數(shù) n= 1n + 2n + 3n 。 由于水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可根據(jù)情況增設(shè)水泵臺(tái)數(shù)或泵房?jī)?nèi)預(yù)留安裝水泵的位置。 從泵產(chǎn)品目錄中選取 D45-600 5型號(hào)泵，額定流量eQ=320 3m /h,額定揚(yáng)程eH=550m。 則：工作泵臺(tái)數(shù) 1n eBQQ =320240=0.75,取 1n =1. 備用泵以臺(tái)數(shù) 2n 0.7 1n =0.7 1=0.7,故取 2n =1。 檢修泵臺(tái)數(shù)3n 0.25 1n =0.25 1=0.25,取3n=1。 因此共選擇三臺(tái)泵。 （ 3） 選擇管路系統(tǒng) 根據(jù) 煤礦安全規(guī)程的 規(guī)定，水管必須有工作的各備用的，其中工作水管的能力應(yīng)能配合工作水泵在 20小時(shí)內(nèi)排出礦井 24小時(shí)的正常涌水量。工作臺(tái)各備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在 20 小時(shí)內(nèi)排出礦井 24 小時(shí)的最大涌水量。涌水量小于300 3m /h的礦井，排水管也不得少于兩趟。 排水管路趟數(shù)在滿足煤礦安全規(guī)程的前提下，在井筒內(nèi)布置以不增加井筒直徑為原則，一般不宜超過(guò)四趟。 泵房?jī)?nèi)管路布置的選擇 泵房?jī)?nèi)管路布置主要取決于泵的臺(tái)數(shù)和管路趟數(shù)，煤礦中常用的布置方式有三臺(tái)泵二趟管路和五臺(tái)泵三趟管 路。 管路趟數(shù) 根據(jù)泵的總臺(tái)數(shù)選擇三 臺(tái)泵二 趟管路系統(tǒng)，一條管路工作，一條管路備用。正常涌水時(shí)，一臺(tái)泵向一趟管路供水。最大涌水時(shí)，兩臺(tái)泵同時(shí)工作就能達(dá)到在 20h 排出 24h 的最大水量。故可用兩泵向兩趟管路供水，從而可知每趟管內(nèi)流量gQ=等于泵的流量。 管路布置如圖 初選管徑 選擇排水管徑就是針對(duì)一定的流量尋找運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和初期投資費(fèi)用兩者之和最低的管徑。由于管路的初期投資費(fèi)用與管徑成正比，而運(yùn)轉(zhuǎn)所需的電耗與管徑成反比。因此若管徑選擇偏小，水頭損失大，電耗高， 但初期投資少；若管徑選擇偏大，水頭損失小，電耗低，但所需的初期投資費(fèi)用高。因此，管徑是確定運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和初期投資費(fèi)用在總費(fèi)用中所占比重的決定因素，選擇時(shí)應(yīng)綜合兩方面考慮找出最佳的管徑。通常用試取管內(nèi)流速的方法來(lái)求得，其計(jì)算公式為： /pd=pguQ36004 =0.0188pguQ 排水管內(nèi)徑由式 /pd =pguQ36004 =0.0188pguQ =0.01882.25.1320 =0.2270.276m 式中 /pd 排水管內(nèi)徑， m； gQ 通過(guò)管子的流量， 3m /h; pu 排水管內(nèi)的流速，通常取pu=1.52.2m/s，在這個(gè)速度范圍內(nèi)工 作較為經(jīng)濟(jì)，故稱經(jīng)濟(jì)流速。 從附表中預(yù)選 250 10 鋼管，則排水管內(nèi)徑pd=245-2 10=225mm。 由于鋼管規(guī)格以外徑為基準(zhǔn)形成系列，同時(shí)對(duì)同一外徑有多種壁厚，因此，選擇管材時(shí)，根據(jù)井深試選標(biāo)準(zhǔn)管徑。 選擇 管路材料 選擇管材的主要依據(jù)是管道所需承受的壓力。由于礦井排出的水一般進(jìn)入水渠，因此壓力與井深成正比。通常情況下，井深不超過(guò) 200m，多采用焊接鋼管；井深超過(guò) 200m 時(shí)多采用無(wú)縫鋼管。 確定管壁厚時(shí)，將排水管路看成為密閉容器，根據(jù)力學(xué)中最大 變形的理論，用厚壁圓筒分析方法得出鋼管壁厚計(jì)算公式： 0.5pd(ppzz 3.1 4.0-1)+C 由于井深遠(yuǎn)大于 200m，確定采用無(wú)縫鋼管。 驗(yàn)算壁厚 由式 0.5pd(ppzz 3.1 4.0-1)+C=0.5 22.5(8.337011.03.1808.337011.04.080 -1)+0.15=0.86cm 1.0cm，因此選壁厚合適。 式中 pd 所選標(biāo)準(zhǔn)管徑， cm； z 許用應(yīng)力。取管材抗拉強(qiáng)度 b 的 40%，即 z =0.4 b ， Mpa； C 考慮運(yùn)輸和其他原因形成的表面損傷的附加厚度。焊接鋼管 C=0.2cm，無(wú)縫鋼管 C=0.10.2cm。 選擇吸水管的管徑 根據(jù)選擇的排水管的管徑，為了提高吸水性能，防止氣蝕發(fā)生，吸水管 直徑一般比排水管直徑大一級(jí)，流速在 0.81.5m/s 范圍內(nèi)，因此，吸水管內(nèi)徑應(yīng)為 /xd = /pd +25 310 m 由于鋼管規(guī)格以外徑為基準(zhǔn)形成系列，同時(shí)對(duì)同一外徑有多種壁厚，因此，選擇管徑時(shí)，根據(jù)井深試選標(biāo)準(zhǔn)管徑。則：吸水管 預(yù) 選用 299 5無(wú)縫鋼管。 驗(yàn)算流速，校合選型 xu=243600 xdQ =2289.043600320 =1.36m/s 在上速的范圍內(nèi)，選管合適。 （ 4） 計(jì)算管路特性 管路布置如 上 圖 ， 可使任何一臺(tái)水泵都可以經(jīng)過(guò)兩趟管路中的任一趟。 估算管路長(zhǎng)度 排水管長(zhǎng)度可估算為 pl=cH+（ 4050） =494504m，取pl=500m， 吸水管長(zhǎng)度可估算為 xl=7m。 阻力系數(shù)的 Rt 的計(jì)算 計(jì)算沿程阻力系數(shù)，對(duì)吸 、排水管分別為 x=3.0021.0xd=3.0289.0021.0 =0.0305 p=3.0021.0pd=3.0225.0021.0 =0.0329 局部阻力系數(shù) ,對(duì)于吸、排水管路附件其阻力系數(shù)分別列于下面表中。 吸水管附件名稱 數(shù)量 系數(shù)值 底閥 1 3.7 90彎頭 1 0.294 收縮管 0.1 x=4.094 排水管附件名稱 數(shù)量 系數(shù)值 閘閥 2 0.26 2=0.52 止回閥 1 1.7 四通 1 2 1.5=3 90彎頭 4 0.294 5=1.47 直流三通 4 0.7 4=2.8 擴(kuò)大管 1 0.5 30彎頭 2 0.29432=0.196 p=10.186 管路阻力系數(shù) Rt=g28(5xxx dl +5ppp dl +4xxd +4ppd )= 807.982 (0.03055289.07 +0.03295225.0500 +4289.0094.4 +4225.0186.10 )=377.4 52 /ms =2.91 525 /10 mh 式中 xL 、pL 吸、排水管的長(zhǎng)度， m； xd 、 pd 吸、排水管的內(nèi)徑， m； x p 吸、排水管的沿程阻力系數(shù)，對(duì)于流速 1.2m/s 其值可按舍維列夫公式計(jì)算如下： 3.0021.0d； x 、 p 吸排水管 附件局部阻力系數(shù)之和， 其值可查表得。 管路特性方程 新管 1H =cH+Rt 2Q =454+2.91 2510 Q 舊管 2H =cH+1.7Rt 2Q =454+4.947 2510 Q 繪制管路特性曲線，確定工況點(diǎn)，根據(jù)求得的新、舊管特性方程取八個(gè)流量值求職得相應(yīng)的損失。 如下表 Q/ 13 hm 100 150 200 250 300 350 400 450 mH /1 454 3 454 7 455 2 455 9 456 6 457 6 458 7 459 9 mH /2 454 5 455 1 456 457 1 458 5 460 1 461 9 464 將得的兩條管路阻力特性曲線畫(huà)在與配套的水泵揚(yáng)程流量曲線上。由于一般樣本上泵的性能曲線是指單級(jí)泵的性能曲線，因此，必須是串聯(lián)后的揚(yáng)程流量曲線比例相同。當(dāng)管路阻力曲線與泵的揚(yáng)程曲線按同一坐標(biāo)畫(huà)在一起時(shí)，其交點(diǎn)即為工況點(diǎn)，從工況點(diǎn)就可以求得新管工況點(diǎn)參數(shù)值 1MQ 、 1MH 、 1M 、 1MHs 、 1MN 和舊管 工況點(diǎn)參數(shù)值 2MQ 、 2MH 、 2M 、2MHs 、 2MN 。根據(jù)煤礦井下排水設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定，水泵工況點(diǎn)的效率 1M 、 2M 一 般 不低于 70%，允許吸上真空度不宜小于 5m。 利用表中各點(diǎn)數(shù)據(jù)繪出管路特性曲線如下圖所示， 新舊管網(wǎng)特性曲線與 揚(yáng)程特性曲線的交點(diǎn)分別為 1M 和 2M ，即為新舊管工況點(diǎn)，由圖可知：新管工況點(diǎn)參數(shù)為 1MQ =480 hm/3 1MH =468m 1M =0.75 1MHs =5.3m 1MN =950kw，舊 管 工 況 點(diǎn) 參 數(shù) 為 2MQ =460 hm/3 2MH =470m 2M =0.79 2MHs =5.7m 2MN =980kw， 因 1M 、 2M 均大于 0.7，允許吸上真空度 1MHs =5.3m，符合規(guī)范要求。 （ 5）校驗(yàn)計(jì)算 由舊管工況點(diǎn)驗(yàn)算排水時(shí)間 舊管狀態(tài)時(shí)每臺(tái)水泵的流量最小，因此應(yīng)按舊管工況點(diǎn)校核。 正常涌水時(shí)，若采用一泵一趟管路排水，則： zT =2124MzQn q=4601 20024=10.43h 20h 最大涌水時(shí)，采用 2 泵 2 管排水 。最大涌水時(shí)，工作水泵 1n 臺(tái)與備用水泵 2n 臺(tái)同時(shí)工作的排水時(shí)間為： maxT=221max)( 24MQnnq=460)11( 30024 =7.8h 20h 經(jīng)濟(jì)性校核 工況點(diǎn)效率應(yīng)滿足 1M 0.85 max 2M 0.85 max 1M =0.75 0.85 max =0.85 0.8=0.68 2M =0.79 0.68 穩(wěn)定性校核 cH (0.9 0.95)i0H0H單級(jí)零流量揚(yáng)程。 cH=454m 700 0.9=630m。 （ 6）計(jì)算允許吸 水高度 新管時(shí)，允許的吸水高度最小，因此根據(jù)求得的新管工況點(diǎn)sMH及當(dāng)?shù)氐臐穸扔孟率接?jì)算： xH1sMH-10+ap -np +0.24-g28(5xxx dl +41xxd ) 21MQ 取ap=9.8 104ap,np=0.235 104ap， 34 /101 mN 上式 xH 5.3-10+4410108.9 +0.24-807.982 5289.070305.0 +4289.01094.4 (3600480 )2 =10m 求得的xH不能太小，一般以不小于 3.5m為宜 ,否則水倉(cāng)設(shè)置困難 ,這時(shí)需考慮采用其他措施補(bǔ)救 .而上式滿足說(shuō)明設(shè)制合理。 （ 7）電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 為確保運(yùn)行可靠，電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)由新管工況點(diǎn)確定，其計(jì)算 公式如下： 由式 /dN=Kd11136001000MMM HQ 或 /dN =Kd 1MN 式中 Kd 電動(dòng)機(jī)容量富余系數(shù)，一般當(dāng)水泵軸功率為 10 100kw 時(shí)，取 Kd=1.11.2；當(dāng)水泵軸功率大于 100 kw時(shí)，取 Kd=1.1 。 電動(dòng)機(jī)應(yīng)根據(jù)計(jì)算出的功率 /dN向上靠樣本的電動(dòng)機(jī)功率選取。 根據(jù)產(chǎn)品樣本向上靠樣本的電動(dòng)機(jī)功率選取dN=1250kw。 （ 8）電耗計(jì)算 全年排水電耗 由式 E=wdcMMM HQ 22236001000 （ nz Tz rz +nmaxTmaxrmax） kw Yh/ 式中 nz 、 nmax 年正常和最大涌水期泵工作臺(tái)數(shù)； rz 、 rmax 正常和最大涌水時(shí)期泵工作晝夜數(shù)； Tz 、 Tmax 正常和最大涌水時(shí)期泵每晝夜工作小時(shí)數(shù)； d、w c 電機(jī)效率，電網(wǎng)效率，傳動(dòng)效率。 由上式得 E=95.095.0179.036001000 470460108.93 1 10.43 (365-65)+2 7.8 65=3.420 106 kw Yh/ 噸水百米電耗校驗(yàn) 100te=cwdcMM HH 22673.3=gwdcM 2673.31 =45495.095.079.0637.3 470 =0.395 0.5kw )100/( th 噸水百米電耗與水泵效率、傳動(dòng)效率、電動(dòng)機(jī)效率、管路效率的乘積成反比，它反映了礦井排水系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的總效率，是一種能夠比較科學(xué)、全面地評(píng)價(jià)排水設(shè)備運(yùn)行情況的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。煤礦井下排水設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定規(guī)定 ，排水設(shè)備噸水百米電耗應(yīng)小于 0.5kw h ，則該水泵的選取不是低效設(shè)備，可以使用。 （ 9）按排水總費(fèi)用最小原則確定最優(yōu)方案 排水總費(fèi)用主要包括水泵運(yùn)行費(fèi)用、設(shè)備初期總投資、初期基建總投資和其他費(fèi)用。為了尋找最優(yōu)方案，應(yīng)對(duì)滿足可行性條件的每一種方案分別計(jì)算上述四項(xiàng)費(fèi)用?？傎M(fèi)用最小的方案，就是最優(yōu)方案，即為選型設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采納粹的方案。 經(jīng)計(jì)算后得出，上述的方案：采用三臺(tái)泵二趟管路，三個(gè)水泵一臺(tái)工作，一臺(tái)備用一臺(tái)檢修的方案，合理又經(jīng)濟(jì)，所以以上的選型 正確。 3、排水設(shè)備的使用、維護(hù)和故障診斷 水泵的使用： 泵的啟動(dòng)： 啟動(dòng)前，先對(duì)泵進(jìn)行檢查，各部件連接牢固，泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，吸水濾網(wǎng)無(wú)堵塞，然后盤車，務(wù)使其轉(zhuǎn)動(dòng)靈活無(wú)卡住現(xiàn)象。繼而向泵腔和吸水管注滿水，以排出泵腔內(nèi)的空氣，關(guān)閉排水管上的截止閥，即可開(kāi)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到正常轉(zhuǎn)速同時(shí)電流表讀數(shù)回落后，逐漸開(kāi)啟截止閥，并固定在適當(dāng)?shù)拈_(kāi)度，進(jìn)入正常工作。 泵的停止： 水泵停止時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉排水閘閥，然后再停電機(jī)，這樣做是為了防止發(fā)生水擊。水泵停開(kāi)時(shí)間較長(zhǎng)，則應(yīng)放掉泵內(nèi)的存水，以免泵內(nèi)生銹。 排水設(shè)備的故障 診斷及處理 故障可分為兩類： 一、泵本自身的機(jī)械故障。 二、排水系統(tǒng)的故障，因?yàn)楸貌荒苊撾x排水系統(tǒng)而孤立工作，當(dāng)排水系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，雖不是泵身的故障，但能在泵上反映出來(lái)。 判斷 故障的基本方法是觀察泵工作時(shí)壓力表和真空表讀數(shù)的變化，既能了解泵是否發(fā)生故障，又可進(jìn)一步抓住它的實(shí)質(zhì)，以達(dá)到準(zhǔn)確有時(shí)地排除故障。還可以從聽(tīng)聲、看電流表的變化等方法幫助判故障。 造成泵故障的原因很多，歸納起來(lái)有四個(gè)方面，它們是： 泵內(nèi)有氣，吸水管堵塞，排水管破裂?？蓺w納為三個(gè)字：氣、堵、裂。 （ 1） 泵內(nèi)有氣 兩表特征： 真空表和壓力表 讀數(shù)都比正常小，常常不穩(wěn)定，甚至降到零，這是因?yàn)楸眠M(jìn)入空氣之后，壓頭顯著降低，流量也急劇下降的緣故。 故障原因及 排除方法：泵內(nèi)有氣是由吸水系統(tǒng)不嚴(yán)密引起的。容易發(fā)生漏氣的部位及原因有：吸水管系統(tǒng)連接處不嚴(yán)；填料箱密封不嚴(yán)；真空表接頭松動(dòng)；吸水口淹沒(méi)水中過(guò)少等等。 此處，當(dāng)吸水管和泵安裝不合適時(shí)，由于吸水管最高處不能完全充滿水，有空氣憋在里面，泵也可能不能正常工作。 應(yīng)特別注意的是，離心泵轉(zhuǎn)速降低或反轉(zhuǎn)，也有類似征兆，兩表讀數(shù)偏小，但比較穩(wěn)定。 （ 2） 吸水管堵塞 兩表特征：真空表讀數(shù)比正常大，壓力表讀數(shù)比正常 小。 故障原因及排除方法 吸水管堵塞的原因有：吸水管插入太深，由于吸水井淤泥太多，沒(méi)有及時(shí)清理，底閘與泥接觸；濾網(wǎng)太臟；底閥未能全打開(kāi)等等。 （ 3） 排出管堵塞 兩表特征：壓力表讀數(shù)比正常大，真空表讀數(shù)比政黨小。 故障原因及排除方法：排水閘閥未打開(kāi)或開(kāi)錯(cuò)閥門。 （ 4） 水泵葉輪堵塞 兩表特征：壓力表和真空表讀數(shù)均比正常讀數(shù)小。 排除方法：清理葉輪 （ 5） 排水管破裂 兩表特征：一般是壓力表讀數(shù)下降，真空表讀數(shù)突然上升。 故障及排除方法 排水管破裂的原因，管路焊接質(zhì)量不高、鋼管銹蝕嚴(yán)重、操作中錳開(kāi)錳 關(guān)閘閥而引起水擊等等。最根本的原因是思想上的麻痹大意，只要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，認(rèn)真檢查管路的銹蝕情況并定期試壓，就能避免事故的發(fā)生。 （ 6） 泵產(chǎn)生汽蝕 一般來(lái)講 真空表和壓力表讀數(shù)常常不穩(wěn)定，比正常小，有時(shí)甚至降到零。 但由于引起泵產(chǎn)生汽蝕的直接原因不同，所以兩表的變化規(guī)律也不完全相同，例如： 1、若吸水管嚴(yán)重堵塞時(shí)，使真空表讀數(shù)增大，但真空度過(guò)大，超過(guò)泵的允許吸上真空度時(shí)，便會(huì)引起汽蝕，這時(shí)真空度降低，甚至降到零。 2、若泵的允許吸上真空度本來(lái)就低（或泵安裝的過(guò)高），剛打開(kāi)排水閘閥就可能產(chǎn)生汽蝕，這時(shí)真空度不不定是 先增加后降低，往往是一開(kāi)始就低下來(lái)，甚至為零。 防止和消除汽蝕應(yīng)從設(shè)計(jì)和使用兩方面考慮： 1、 從泵的設(shè)計(jì)上看，應(yīng)盡量減少允許汽蝕余量，從而使 H 值增大。 2、 從吸水裝置的設(shè)計(jì)上看，一是盡量減小吸水管路水頭損失，即減少吸水管長(zhǎng)、減小吸不管附件（如底閥）、增大吸水管徑；二是減少實(shí)際安裝高度 / 3、 從操作使用上看，減少吸水管路損失。具體方法是關(guān)小泵排水閘閥，使系統(tǒng)的流量減少，吸水管 的水頭損失隨之減小。 水泵的維護(hù) 為提高水泵的完好率和維修質(zhì)量，使水泵保持良好的工作狀況，特制定本規(guī)范。 職責(zé)劃分： 1.2.1 日常保養(yǎng) (屬經(jīng) 常性工作 )由管理單位運(yùn)行值班人員與維修人員負(fù)責(zé)。 .日常保養(yǎng) . 檢查水泵電源導(dǎo)線 ,是否有老化 ,破皮 ,電源線銅芯外漏 .此種情況如果電源線在岸上 ,可以包裹的就包裹 .如果是在水里最好是更換電源線 .經(jīng)常檢查水泵葉輪是否有泥土 ,異物等堵住出水葉輪或是出水口 ,檢查水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)聲音是否良好 ,如果有雜脆聲 ,說(shuō)明水泵軸承損壞 ,需要檢修 ,加油 ,更換 .檢查水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是否漏電 .如果漏電請(qǐng)送維修部門檢修 . 保養(yǎng)的還包括： 1 經(jīng)常檢查缺 不 缺油 軸承是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常 2 聯(lián)軸器是否正常 3 吸入管路是否漏水漏氣 4 平衡管是否阻塞 5 出水壓力是否正常 6 是否震動(dòng)過(guò)大 7 軸承基座是否過(guò)熱 8 手動(dòng)盤車是否靈活 9 泵基座是否牢靠 10 有填料的密封經(jīng)常添加 緊固 更 換軸套 1.2.2 定期維護(hù) (屬階段性工作 )由維修單位檢修人員負(fù)責(zé) ,。 1.3 檢修周期： 1.3.1 日常保養(yǎng)屬經(jīng)常性工作除特殊規(guī)定以外每班應(yīng)進(jìn)行檢查和維護(hù)。 1.3.2 在一般情況下，每年進(jìn)行一次吊泵解體檢修。出水量減少或振動(dòng)較大，有異常聲音時(shí)，則必須及時(shí)進(jìn)行解體檢修。 1.4 檢修標(biāo)準(zhǔn) : 按設(shè)備制造廠要求執(zhí)行，無(wú)要求的按本規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 2.日常維護(hù)保養(yǎng)： 2.1 運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程 中 ,必須觀察儀表讀數(shù)及泵的振動(dòng)和聲音是否正常 ,發(fā)現(xiàn)異常情況 ,及時(shí)處理； 2.2 每季度測(cè)量深井的靜、動(dòng)水位 ,第一級(jí)葉輪必須浸入動(dòng)水位以下 3 5m。 3.定期維護(hù)保養(yǎng) : 將電機(jī)和水泵拆開(kāi)；清洗零部件，除去銹蝕，并檢查零部件的磨損情況。如無(wú)問(wèn)題，涂刷防銹漆后可將水泵和電機(jī)重新裝配起來(lái)，繼續(xù)使用。如零部件有損壞或磨損嚴(yán)重，要進(jìn)行大修，修理或更換零部件，再將水泵和電機(jī)裝配起來(lái)。 3.1 電泵的外觀檢查與保養(yǎng) : 電泵提井將水泵和電機(jī)拆卸開(kāi)后，先從外部檢查水泵和電機(jī)，將電泵的外部用水清洗干凈后再檢查： 3.1.1. 電泵表面的防銹漆是否脫落。聯(lián)軸器，軸伸，聯(lián)接法蘭，外殼等零件外部是否生銹腐蝕。防銹漆脫落應(yīng)用砂紙打磨平整，擦拭干凈后重新涂刷。零件表面的生銹可用砂紙打磨掉，擦拭干凈后抹上機(jī)油。 3.1.2.外部零件是否有碰壞與損傷，輕則修復(fù)重則要進(jìn)行更換。 3.2 水泵零部件的檢查與保養(yǎng) : 拆開(kāi)水泵，將零部件用煤油或汽油清洗干凈后再進(jìn)行檢查與保養(yǎng)，注意橡膠軸瓦要用水清洗。 3.2.1 軸承的檢查與保養(yǎng) : . 檢查軸承表面是否有裂紋，磨損與偏磨等情況。水泵經(jīng)使用后軸瓦均勻的磨痕屬正常情況；如果是磨 損嚴(yán)重或偏磨，必須查明原因排除故障或更換新軸承。 . 軸承間隙的檢查：用千分尺測(cè)量出軸瓦的內(nèi)孔直徑 Db 和軸套的外經(jīng) DS，軸承間隙 1值為： 1 =Db -DS (毫米 ) 中小容量的潛水泵軸承間隙 1值在 0 3 0 5 毫米范圍內(nèi)。小值對(duì)應(yīng)于小容量的水泵；大值對(duì)應(yīng)于中等容量的水泵。軸瓦或軸套磨損后，軸承間隙不超過(guò) 0 45 0 7 毫米時(shí)，經(jīng)維護(hù)水泵可照常使用。間隙超過(guò)了上面的范圍，必須更換新軸瓦或配用軸套。 （二、）通風(fēng)設(shè)備 設(shè)計(jì)提供的原始數(shù)據(jù)資料 某礦井開(kāi)采初期負(fù)壓力 1500pa,末期為 2200pa,所需風(fēng)量 Q=85 3m /s。若風(fēng)井兼作箕斗井，試選擇風(fēng)機(jī)并確定初期和末期的實(shí)際工況點(diǎn)。 1、通風(fēng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理 結(jié)構(gòu)由：風(fēng)機(jī)、通風(fēng)網(wǎng)路、輔助裝置構(gòu)成。 工作原理： 風(fēng)機(jī)的工作原理以軸流式風(fēng)機(jī)的工作原理為例。 軸流式風(fēng)機(jī)的主要零部件葉輪、主軸、機(jī)殼，葉輪同辦轂和葉片級(jí)成。當(dāng)主軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片間的氣體從旋轉(zhuǎn)的葉輪中獲得了能量，從軸向流出，同時(shí)葉輪入口處形成負(fù)壓，使外界空氣 由軸向流入葉輪。葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，就源源不斷地輸出有壓氣體。 離心通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要是由離心葉輪、集流器、喁殼和葉輪軸等組成。 而離心風(fēng)機(jī)工作原理與離心水泵相似，在離心葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉輪葉片間的氣體在離心力的作用下，由葉輪中央向四周運(yùn)動(dòng)，氣體獲得一定的壓力和動(dòng)能。在葉輪中心處形成低壓吸入氣流，而在蝸殼出口處形成高壓排出氣體，氣流隨著葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而源源不斷地吸入和排出。由于氣體在粘度、比重等方面都與液體不同，故風(fēng)機(jī)蝸殼與離心水泵蝸殼在尺寸、截面形狀上都不一樣。 集流器與進(jìn)氣箱 集流器與進(jìn)氣箱是風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口的 兩種形式，其作用是保證氣流均勻加速并充滿葉輪進(jìn)口，減少氣流在進(jìn)入葉輪過(guò)程中的能量損失，提高風(fēng)機(jī)效率，降低噪聲。 集流器也有進(jìn)風(fēng)口，它的小直徑端與葉輪進(jìn)口相對(duì)應(yīng)。集流器的曲面形狀有多種，高效率風(fēng)機(jī)廣泛采用弧形、圓錐形和錐弧形等幾種形式。 集流器與葉輪之間的間隙 可以是徑向和軸向間隙。徑向間隙氣體泄漏不會(huì)破壞主氣流的流動(dòng)情況，性能 較好。裝有恰當(dāng)結(jié)構(gòu)形式的集流器，風(fēng)機(jī)的整體效率可提高 3%4%。 一般取 0。 02D，式中 D 葉輪外徑（ mm）。 進(jìn)氣箱在生產(chǎn)中常由于工藝或設(shè)備及管網(wǎng)布置上的原因，在通風(fēng)機(jī)進(jìn)口之前需接一彎管，這樣因氣流轉(zhuǎn)彎，致使葉輪進(jìn)口截面上的氣體流分布很不均勻。為 改善這種狀況，在大型離心通風(fēng)機(jī)的進(jìn)口集流器前一般都裝有進(jìn)氣箱。 通風(fēng)機(jī)裝高進(jìn)氣箱后，效率會(huì)下降，特別是在進(jìn)氣箱設(shè)計(jì)不當(dāng)時(shí)，效率下降更多。 進(jìn)口導(dǎo)流器 為擴(kuò)大大型離心通風(fēng) 機(jī)的使用范圍和提高調(diào)節(jié)性能，在集流器或進(jìn)氣箱內(nèi)還裝有進(jìn)口導(dǎo)流器。通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)口導(dǎo)流葉片的開(kāi)啟角度，可調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)量的大小和進(jìn)風(fēng)氣流方向，相應(yīng)改變風(fēng)機(jī)的工作特性， 以風(fēng)機(jī)風(fēng)壓、流量和率進(jìn) 行調(diào)節(jié)。 輔助裝置主要由擴(kuò)散器、消聲裝置、返風(fēng)設(shè)備。 擴(kuò)散器： 通風(fēng)機(jī)出口的氣流速度很大，動(dòng)壓很高。擴(kuò)散器就是裝于風(fēng)機(jī)出口的一個(gè)斷面逐漸擴(kuò)大的流道， 其作用是回收部分動(dòng)壓，以提高風(fēng)機(jī)裝置的靜壓。 小型風(fēng)機(jī)一般自帶擴(kuò)散器，大中型風(fēng)機(jī)的擴(kuò)散器可由廠家提供，也可由用戶根據(jù)實(shí)際使用條件和安裝地點(diǎn)自行設(shè)計(jì)。 消聲裝置： 通風(fēng)機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)發(fā)生很大的噪聲（有的高達(dá) 120dB 以上），直接影響到人們的工作、休息、和身體健康。為保護(hù)環(huán)境，必須取有效措施把噪聲降到允許范圍。 風(fēng)機(jī)的噪聲主要是有渦流噪聲和旋轉(zhuǎn)噪聲。 渦流噪聲是氣流在 葉道中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生旋渦并脫落，使得氣流與葉片之間的作用力產(chǎn)生波動(dòng)而引起噪聲。低壓風(fēng)機(jī)以渦流噪聲為主。旋轉(zhuǎn)噪聲是由于葉片周期地拍擊氣體而引起壓力脈動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲。高壓風(fēng)機(jī)以旋轉(zhuǎn)噪聲為主。 軸流風(fēng)機(jī)與離心風(fēng)機(jī)比較，當(dāng)葉片數(shù)和圓轉(zhuǎn)速成度相同時(shí)，兩者的低頻噪聲相差不大，但前者的高頻成分大于后者。一般來(lái)說(shuō)，離心風(fēng)機(jī)噪聲的主要成分是中、低頻，軸流風(fēng)機(jī)的則為中、高頻。 風(fēng)機(jī)噪聲的可靠資料一般應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。但缺少可靠數(shù)據(jù)時(shí)，也可根據(jù)機(jī)械工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)機(jī)噪聲限值估計(jì)。 降噪方法： 當(dāng)風(fēng)機(jī)的噪聲超過(guò)允許值時(shí)，必須采取相 應(yīng)的降噪措施，常用的有消聲和隔聲。 消聲是利用消聲器將聲源產(chǎn)生的部分聲能吸收，使向外幅射的聲能減少。 消聲器的種類很多，但用于通風(fēng)機(jī)的大都是阻性（即利用聲阻進(jìn)行消聲的）消聲器。它對(duì)高、中頻噪聲具有較好的消聲效果。 消聲器都是用消聲板按一定方式排列構(gòu)成的。依消聲通道的形狀，可將消聲器分為排列式、蜂窩式和管式等。 管式消聲器一般只用于小型軸流風(fēng)機(jī)中。 消聲器只對(duì)某一頻率范圍的噪聲具有較好的消聲效果。每種消聲器都有其上限頻率和下限頻率。 上限頻率 f2=1.85C/b2（ Hz） 下限頻率 f1= C/b1（ Hz） 式中 C 音速，常溫下可取 C=340 sm/ 2b 消聲通道直徑或有效寬度， m 1b 吸聲材料厚度， m 系數(shù)，與吸志材料性質(zhì)有關(guān)，可查表得知。 礦井主通風(fēng)機(jī)的消聲器通常安裝在擴(kuò)散器之后，在出口拐彎處的周圍安放由消聲板構(gòu)成的消聲彎頭。消聲板的制造也很簡(jiǎn)單，在兩穿孔的薄鋼板間填充吸聲材料即得。穿孔的排列多為正 方形和三角形，穿孔率一般為 20%30%。 隔聲： 用吸聲材料將聲源與外界隔離，以減少向外幅射的聲能。通常是在風(fēng)機(jī)外殼加蓋消聲飾面。 反風(fēng)裝置 為確保礦井生產(chǎn)安全，規(guī)程規(guī)定，礦井主通風(fēng)設(shè)備必須具有使井巷中風(fēng)流反向的功能。而且返風(fēng)量不能低于正風(fēng)量的 60%。返風(fēng)任務(wù)就是由反風(fēng)裝置完成的。 近年來(lái)國(guó)產(chǎn)的礦用軸流風(fēng)機(jī)（如 2K60， GAF 以及 KZ 系列等）都具有使葉輪反轉(zhuǎn)返風(fēng)的功能，且返風(fēng)量不低于正風(fēng)量的 60%。當(dāng)風(fēng)機(jī)不具有這種功能時(shí)，必須采用反風(fēng)道返風(fēng)。 2、通風(fēng)設(shè)備選型計(jì)算 （ 1）計(jì)算風(fēng)機(jī)必產(chǎn)生的風(fēng)量和風(fēng)壓 由原始資料得知，礦井所需風(fēng)量 Q0，開(kāi)采初期和末期的負(fù)壓 minstp 和 maxstp ，并不包括 漏風(fēng)和輔助裝置中的壓力損失。但在選擇風(fēng)機(jī)，應(yīng)將這些因素考慮進(jìn)去。為此風(fēng)機(jī)應(yīng)產(chǎn)生的風(fēng)馬牛不相及量是： Qe=KQ0式中 Q0 井下所需的風(fēng)量； K 漏風(fēng)系數(shù)。當(dāng)風(fēng)井不作提升用時(shí)， K=1.11.5;兼作箕斗井時(shí) ,K=1.151.2;罐籠時(shí) ,K=1.251.3。 因兼作箕斗井，取漏風(fēng) 系數(shù) K=1.16，風(fēng)機(jī)必須產(chǎn)生的風(fēng)量為 Qe=KQ0=1.16 85=98.6 sm/3 因離心風(fēng)機(jī)常提供全壓特性 ,則風(fēng)機(jī)的全壓為 : 開(kāi)采 初期 1p =minstp+p+ )2/( 22ke FQ=1500+150+100(估計(jì) )=1750 ap 開(kāi)采 末期 2p =maxstp+p+ )2/( 22ke FQ=220+150+100(估計(jì) )=2450 ap 式中 p 各輔助裝置的壓力損失之和，作為估計(jì)，可取 p =100200ap，有消聲器時(shí)另加 50 80 ap ； KF 擴(kuò)散器出口面積。 （ 2）選擇風(fēng)機(jī) 按類型特性曲線選 首先以效率高、性能好為條件確定風(fēng)機(jī)類型。為使風(fēng)機(jī)在整個(gè)服務(wù)期內(nèi)都具有較高的效率，以 1p 和 2p 的平均值 P作為選擇時(shí)的計(jì)算風(fēng)壓，即風(fēng)機(jī)在額定工況時(shí)的風(fēng)壓。 P=（ 1p + 2p ） /2=（ 1750+2450） /2=2100 ap 由式 22mmDQ =224 DQ =_Q 、22mmmP=22p =_P 消去 2 ，可得風(fēng)機(jī)的最佳直徑為： 2D =1.1284 _22QPPQe 式中 P 計(jì)算全壓 _Q ， _P 所選風(fēng)機(jī)的流量系數(shù)和全壓系數(shù)，對(duì)應(yīng)于最佳工況的數(shù)值，可由類 型特性曲線查得； 空氣密度，可取 =1.2kg/m3 。 根據(jù)風(fēng)機(jī)的全壓和風(fēng)機(jī)在額定工況時(shí)的風(fēng)壓，預(yù)選 G4-72-11 型離心風(fēng)機(jī)。根據(jù)其類型特性曲線上查得 _Q =0.23 _P =0.42 則 D2 =1.1284 2223.0210042.06.982.1 =2.907m 由于 G-4-72-11型離心風(fēng)機(jī)沒(méi)有型號(hào) 能在風(fēng)壓能滿足的情況下，直徑最大為 2m。為了滿足要求采用兩臺(tái)規(guī)格一樣的風(fēng)機(jī)并聯(lián)。則一臺(tái)風(fēng)機(jī)須產(chǎn) 生的風(fēng)量為 /eQ =eQ21=49.3 sm/3 則 /2D =2.056m。該類風(fēng)機(jī)有直徑為 2m的，故取 /2D =2m。 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 n=_/260PPD =42.02.12100260=616.7 r/min。 則可選 G7-72-11No20， n=630r/min離心風(fēng)機(jī)兩臺(tái)。 （ 3）確定工況點(diǎn) 將 G7-72-11No20， n=630r/min 離心風(fēng)機(jī)的特性曲線圖按相同的比例和網(wǎng)路特性曲線畫(huà)在一起，確定開(kāi)采初期和末期的工況點(diǎn)，檢查是否滿足通風(fēng)要求。網(wǎng)路特性方程可按下述方法求得： 風(fēng)機(jī)給出的是全壓特性，網(wǎng)路全壓特性方程為： 初期 P1 = 22121 )/( QQPQb e末期 P2 = 22222 )/( QQPQb e其特性圖如圖下所示 按坐標(biāo)（ 49.3,1750） (49.3,2450)確定出初、末期的工況點(diǎn)為 1M 和 2M 如圖所示，用插值法可求得初期、末期轉(zhuǎn)速 1n 580 r/min， 2n 660 r/min。 由圖可看 出風(fēng)機(jī)的工作區(qū)位于最高效率線的左右兩側(cè)，可保證風(fēng)機(jī)在高效區(qū)運(yùn)行，說(shuō)明風(fēng)機(jī)的選型合適。 （二）確定電動(dòng)機(jī)的功率和臺(tái)數(shù) 初期和末 期，電動(dòng)機(jī)應(yīng)輸出的功率分別為： eQPN 1111 1000（ KW）或estst QPN 1111 1000（ KW） 22222 1000 QPN （ KW）或estst QPN 2222 1000（ KW） 式中，下標(biāo)“ 1”和“ 2”分別表示初期和末期的實(shí)際工況，e為傳動(dòng)效率。 當(dāng) 21 /NN 0.6時(shí) ,選用一臺(tái)電動(dòng)機(jī) ,功率為 : dN=(1.1 1.2) 2N 當(dāng) 21 /NN 0.6時(shí) ,選用兩臺(tái)電動(dòng) ,功率分別為 : 1dN=(1.1 1.2)21NN 1dN=(1.1 1.2) 2N (三 )、計(jì)算年平均耗電量 風(fēng)機(jī)的年平均耗電量可用正式估算： 用一臺(tái) 電動(dòng)機(jī)時(shí) E= rT