渣漿泵的選型計(jì)算漿體管路特性曲線和泵的漿體揚(yáng)程曲線im為漿體管道水力坡度;v為管道平均流速;D為管道直徑;g為重力加速度;m為漿體密度;為水的密度;為考慮懸移質(zhì)存在而抑制水流紊動對阻力的影響系數(shù),通常取=0.9;s為摩擦系數(shù),s=0.37075,與顆粒性質(zhì)有關(guān);vt為:vt=ni=1ivti,vt是各粒徑組的顆粒沉降末速的質(zhì)量加權(quán)平均值;i為第i組顆粒所占的質(zhì)量百分比,vti為第i組顆粒的沉降末速:vti=2gdi(s-)3CD,(2)式中,di為第i組顆粒的平均粒徑;s為固體顆粒的密度;CD為與顆粒形狀和雷諾數(shù)有關(guān)的阻力系數(shù)。
選型計(jì)算中要把渣漿泵的清水試驗(yàn)曲線換算成漿體性能曲線,文獻(xiàn)中列出了4種計(jì)算公式,更常用的是Cave公式:HmHo=1-0.0385CWs-14s+1ln(44d50),(3)式中,Ho和Hm為在相同流量下渣漿泵抽送清水和漿體時(shí)的揚(yáng)程,CW為漿體中固體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù);d50為固體顆粒的中值粒徑。
TH-PUMP軟件基本功能本軟件采用Borland公司新發(fā)布的Delphi5.0作為開發(fā)環(huán)境,采用了Windows圖形用戶接口的許多特性和設(shè)計(jì)思想。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的使用,使軟件具有較好的代碼重用性和良好的模擬現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境的能力。Delphi提供了一套圖形組件和方法,充分利用Windows提供的系統(tǒng)資源,直接調(diào)用而不必關(guān)心具體實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié),直接面對圖形接口進(jìn)行程序的開發(fā)。
輸入泵需要抽送的漿體特性和管路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)條件,軟件即提出幾種可供使用的管徑及相應(yīng)的揚(yáng)程。選定管徑后,軟件自動提供可用的泵型,并將工作點(diǎn)、管路漿體特性曲線繪制在一個(gè)坐標(biāo)系內(nèi),以縮略圖的方式顯示。將鼠標(biāo)放在一個(gè)小圖上,窗體下邊的狀態(tài)欄中即顯示出泵的型號和管路的管徑,點(diǎn)擊小圖可以看到放大的結(jié)果。泵的選型曲線、外形安裝尺寸、選型結(jié)果的具體數(shù)據(jù)等可以保存為bmp或jpg格式的圖形文件,也可打印出來。
選型舉例某礦山尾礦輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量Q=680m3/h,漿體體積濃度CV=9%,固體顆粒大小比較均勻,屬一般磨蝕性材料,d50=0.1mm,密度=2.65g/cm3,漿體溫度t=20,系統(tǒng)兩端高差h=31m.吸入管長6m,水平放置。排出管路水平管長L1=530m,向上傾斜管長L2=72m,傾角=12,垂直向上流管長L3=16m;閥門共有1個(gè),開度h/d=7/8;90彎頭2個(gè),d/R=0.8;緩彎管1個(gè),=35,d/R=0.6;擴(kuò)散管1個(gè),=12.管道進(jìn)口無收縮。計(jì)算漿體管道揚(yáng)程,并選擇渣漿泵。
選型步驟如下:(1)單擊TH-PUMP應(yīng)用程序的圖標(biāo),彈出TH-PUMP的主界面,界面上葉輪慢速轉(zhuǎn)動,顆粒在葉輪中傳動;(2)單擊輸入數(shù)據(jù)快捷鍵,進(jìn)入選型計(jì)算的首個(gè)界面,用戶通過鍵盤輸入相應(yīng)的漿體特性及其它參數(shù)。固體密度s、漿體密度m和濃度(體積濃度CR或質(zhì)量濃度CW)之間有一定的關(guān)系,只要輸入其中兩個(gè)就能計(jì)算出另外一個(gè)。如果不需要計(jì)算管路特性,可以選中圖中管路已設(shè)計(jì)好一項(xiàng),并在隨后的框內(nèi)輸入所需要的管路揚(yáng)程;(3)單擊下一步按鈕,進(jìn)入管路計(jì)算參數(shù)界面。管路系統(tǒng)分為漿體吸入管路和排出管路兩部分,分段輸入管路的長度、傾角、進(jìn)口管路的收縮角和出口管路的擴(kuò)散角,同時(shí)輸入管路的材質(zhì)和部件(三通、閥門、緩彎管等);(4)單擊下一步按鈕,進(jìn)入選擇管徑界面,TH-PUMP自動列出管徑D、管道流速v、淤積臨界流速v1和管路所需揚(yáng)程,使用者可以點(diǎn)擊管徑前方的方框選中管徑。如管路揚(yáng)程過高,可決定將泵串聯(lián)運(yùn)行,串聯(lián)級數(shù)設(shè)定為2到5,但從泵的強(qiáng)度、軸封考慮,一般情況下盡量不要超過3級串聯(lián)運(yùn)行。依次點(diǎn)擊,便于對比。本例選定200Z-XN-570型渣漿泵,泵的揚(yáng)程余量為12m漿柱,這時(shí)轉(zhuǎn)速n=980r/min,便于電機(jī)直聯(lián)運(yùn)行。參數(shù)輸入到選型結(jié)束約12min.
該軟件還可以查看相關(guān)系列的全部渣漿泵特性曲線。輸入漿體有關(guān)參數(shù),軟件自動將泵的清水特性曲線轉(zhuǎn)換成漿體特性曲線。并將兩者對比顯示在屏幕上。軟件具有數(shù)據(jù)記憶等智能化功能,圖文并茂,有渣漿泵流動形態(tài)的動態(tài)演示,也可以加入泵廠產(chǎn)品的多媒體演示。為適應(yīng)渣漿泵的技術(shù)進(jìn)步,本軟件可對任一泵型的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改,也可加入新泵的參數(shù),或刪除不再使用的舊泵型。
結(jié)語該選型軟件已在若干單位使用,省時(shí)省力,受到有關(guān)技術(shù)人員的肯定,稍加改編,即可用于普通水泵、化工泵、屏蔽泵等泵類的選型計(jì)算。