泵校儀在煤礦水泵流量測量中的應用

摘 要:大多數的國有煤礦由于開采時間長，所使用的排水管路都結了很厚的水垢，這樣在傳統的使用流量計測試水泵的流量時，經常遇到測量結果不準或者是流量計沒有讀數現象，因此文章提出使用泵效儀測試并提供了對比數據。

關鍵詞:熱力學水泵泵效儀流量

中圖分類號:U2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(b)-0055-01

前言

在煤礦設備的測試中，水泵流量的測量是一項較為重要的內容，它涉及到水泵的設置及礦井的排水能力，如果配置不當將產生嚴重的后果。通常水泵流量的測量有兩種方法，一是水力學法，二是熱力學法。水力學法通常是使用超聲波流量計測量流量，他的特點是簡便易行，不需要準備什么特殊的設施，測量的結果比較準確，但是當排水管路使用時間較長，產生嚴重的結垢時，使用超聲波流量計就不能準確的測量出，下面我們探討使用熱力學法泵效儀測量水泵的流量。

1 熱力學原理

國內20世紀80年代初期開始研究應用，與常規的水力學測定方法不同，這種方法只需測出水泵入水處和出水處的溫度差和靜壓力差，就可以根據熱力學原理確定水泵的效率。根據要求和現場實際條件，如果增加水泵軸功率測試，可以按功率平衡原理方便的計算出水泵的流量。根據熱力學原理:假設水在流經泵體時沒有任何能量損失的狀態下流動，即水由入口狀態等熵壓縮到出口狀態，此過程中由水泵傳遞給水流的能量最小，等于水泵出口與入口間的水流的能量差。但是水在實際流動過程中存在摩擦、沖擊、渦流、紊流等能量損失，使一部分機械能轉化為熱能，這些能量損失使水流在流動過程中溫度升高，水泵出口和入口的水流產生了溫差，因此測出溫差和水泵的進出口壓力，就可以計算出水泵的效率。于是泵?？梢远x為:等熵流動水流吸收的能量與實際流動水流吸收的能量的比值。實際流動的能量等于等熵絕熱流動的能量與流動過程損失能量之和，而等熵絕熱流動的能量可以由熱力學理論精確的計算出來，因此熱力學法確定泵校只需測量損失的能量。

2 泵效率的測算模型

在滿足工程測試精度的前提下，對某些參數、系數進行適當的忽略和簡化處理后，實際采用的泵校測算公式表示為:

式中:

η:泵的效率;

△P—泵的靜壓差，m;

△t—泵進出口間的溫度差，℃;

Cp—水的定壓比熱，查表取值;

E—泵的盤根，軸承損失及泵體與環境熱交換的代數和，用經驗和近視公式計算。

2、流量的測算：為了確定泵的揚程、效率軸功率之間的關系，測出效率后，還必須知道對應測點的流量。在流量不易測量或無法測量時，可以通過測算電機的軸功率，用整理后的公式，間接測出水泵的流量:

，m3/h

3 電機軸功率的測算

在流量易于測量的場合，可以通過利用測算得到的流量和泵校數值用整理后的公式間接測算出水泵的軸功率和電機效率:

，kW

式中:

N2—電機的輸出功率，kW;

N1—電機的輸入功率，kW;

U—電機的線電壓，V;

I—電機的線電流，A;

ηd—電機的效率，%;

cosφ—電機的功率因數。

4 超聲波流量計與泵效儀測流量的比較

實驗地點選在七臺河某國有煤礦，為了使實驗順利進行，試驗前將排水管路中一段3米長換為新管，并在水泵的進口處安裝了二個測口，一個壓力測口，一個溫度測口;出口處安裝了二個測口，一個壓力測口，一個溫度測口。在采取必要的安全措施后測試開始，測試時將超聲波流量計安裝在新段管路上，泵效儀的四個傳感器調教后分別放入四個測口里。水泵為二臺MD280-65×7，配套電機為YB630S-4，待水泵穩定運行后，用電動機綜合測試儀測得電機的輸出功率，將此數值輸入到泵效儀里，就得到水泵的流量。同時使用流量計測得水泵的流量，分別對兩臺水泵進行了測試，測試結果如表1所示。

5 結論

從中可以看出兩種儀器的測量結果相近。雖然在測試時需要準備的條件較多，不如流量計方便，但是對于管路結垢，不方便流量計測量的，使用泵效儀測量不失為一個可行的方法。

參考文獻

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