長(zhǎng)距離供液需要解決的兩方面問(wèn)題:一是管路損失;二是壓力波動(dòng)引起的管路脈動(dòng)。
220602綜采工作面走向長(zhǎng)度1920m,傾向長(zhǎng)度243m;其電氣設(shè)備列車(chē)(包括泵站)布置在距離皮帶機(jī)頭600m-720m處。泵站距工作面切眼的距離約為1300m。
1.1管路選型與配置
從電氣列車(chē)泵站向工作面敷設(shè)1路DN65高壓膠管進(jìn)液,1路DN75高壓膠管回液,使用BRW400/37型乳化液泵實(shí)行長(zhǎng)距離供液。
1.2壓力損失的理論計(jì)算
膠管中的管路壓力損失主要表現(xiàn)為沿程壓力損失,圓管的壓力損失計(jì)算公式如下:
Δpf=λ?L/d?ρν2/2
式中 λ—沿程阻力系數(shù),它是雷諾數(shù)Re和相對(duì)粗糙度Δ/d的數(shù);
L—圓管的沿程長(zhǎng)度; d—圓管內(nèi)徑; ρ—流體密度; ν—管內(nèi)平均流速; Q—管內(nèi)流量
已知L=1000m,d=65mm, ρ=990-1000Kg/m3
BRW400/37型乳化液泵的公稱(chēng)流量為400L/min,兩臺(tái)乳化泵工作,由一路百度DN65高壓膠管供液為工作面供液,則管內(nèi)流速為:
ν
=4Q/ПD2=(4×400×1000/3.14×6.52)cm/min≈12060
cm/min=120.6m/min=2.01m/s
對(duì)于圓管流動(dòng) Re=vd/v 式中 ν—管內(nèi)平均流速;
d—圓管內(nèi)徑;
v—乳化液運(yùn)動(dòng)黏度查手冊(cè)(取1.2mm2/s)
則 Re=vd/v=2.01×0.065m/1.2×10-6m2/s=108875>Re=2000 液壓膠管的臨界雷諾數(shù)Re為2000,若Re>2000時(shí)為紊流,以上計(jì)算結(jié)果故斷定乳化液在膠管中的流動(dòng)為紊流。
一般而言,沿程阻力系數(shù)λ是雷諾數(shù)Re和相對(duì)粗糙度Δ/d的函數(shù)。這里用勃拉修斯經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:
λ=0.3164Re-0.25 =0.3164/18.16≈0.017 則主膠管的沿程壓力損失為: Δpf=λ?L/d?ρν2/2
=0.017×1300/0.065×1000×2.012/2×10-6 ≈0.69MPa
P=p-Δpf=(31-0.69) MPa=30.31 MPa
壓降在允許范圍內(nèi),滿(mǎn)足工作面初撐力的的要求。