泵校仪在煤矿水泵流量测量中的应用

    前言

    在煤矿设备的测试中,水泵流量的测量是一项较为重要的内容,它涉及到水泵的设置及矿井的排水能力,如果配置不当将产生严重的后果。通常水泵流量的测量有两 种方法,一是水力学法,二是热力学法。水力学法通常是使用超声波流量计测量流量,他的特点是简便易行,不需要准备什么特殊的设施,测量的结果比较准确,但是当排水管路使用时间较长,产生严重的结垢时,使用超声波流量计就不能准确的测量出,下面我们探讨使用热力学法泵效仪测量水泵的流量。

    1 热力学原理

    国内20世纪80年代初期开始研究应用,与常规的水力学测定方法不同,这种方法只需测出水泵入水处和出水处的温度差和静压力差,就可以根据热力学原理确定水泵的效率。根据要求和现场实际条件,如果增加水泵轴功率测试,可以按功率平衡原理方便的计算出水泵的流量。根据热力学原理:假设水在流经泵体时没有任何能量损失的状态下流动,即水由入口状态等熵压缩到出口状态,此过程中由水泵传递给水流的能量最小,等于水泵出口与入口间的水流的能量差。但是水在实际流动过程中存在摩擦、冲击、涡流、紊流等能量损失,使一部分机械能转化为热能,这些能量损失使水流在流动过程中温度升高,水泵出口和入口的水流产生了温差,因此测出温差和水泵的进出口压力,就可以计算出水泵的效率。于是泵校可以定义为:等熵流动水流吸收的能量与实际流动水流吸收的能量的比值。实际流动的能量等于等熵绝热流动的能量与流动过程损失能量之和,而等熵绝热流动的能量可以由热力学理论精确的计算出来,因此热力学法确定泵校只需测量损失的能量。

    2 泵效率的测算模型

    在满足工程测试精度的前提下,对某些参数、系数进行适当的忽略和简化处理后,实际采用的泵校测算公式表示为:

式 中 :

    η:泵的效率;

    △P—泵的静压差,m;

    △t—泵进出口间的温度差,℃;

    C_p—水的定压比热,查表取值;

    E—泵的盘根 ,轴承损失及泵体与环境热交换的代数和,用经验和近视公式计算。

    2、流量的测算：为了确定泵的扬程、效率轴功率之间的关系,测出效率后,还必须知道对应测点的流量。在流量不易测量或无法测量时,可以通过测算电机的轴功率,用整理后的公式,间接测出水泵的流量:

    3 电机轴功率的测算

    在流量易于测量的场合,可以通过利用测算得到的流量和泵校数值用整理后的公式间接测算出水泵的轴功率和电机效率 :