长距离供液需要解决的两方面问题:一是管路损失;二是压力波动引起的管路脉动。
220602综采工作面走向长度1920m,倾向长度243m;其电气设备列车(包括泵站)布置在距离皮带机头600m-720m处。泵站距工作面切眼的距离约为1300m。
1.1管路选型与配置
从电气列车泵站向工作面敷设1路DN65高压胶管进液,1路DN75高压胶管回液,使用BRW400/37型乳化液泵实行长距离供液。
1.2压力损失的理论计算
胶管中的管路压力损失主要表现为沿程压力损失,圆管的压力损失计算公式如下:
Δpf=λ?L/d?ρν2/2
式中 λ—沿程阻力系数,它是雷诺数Re和相对粗糙度Δ/d的数;
L—圆管的沿程长度; d—圆管内径; ρ—流体密度; ν—管内平均流速; Q—管内流量
已知L=1000m,d=65mm, ρ=990-1000Kg/m3
BRW400/37型乳化液泵的公称流量为400L/min,两台乳化泵工作,由一路百度DN65高压胶管供液为工作面供液,则管内流速为:
ν
=4Q/ПD2=(4×400×1000/3.14×6.52)cm/min≈12060
cm/min=120.6m/min=2.01m/s
对于圆管流动 Re=vd/v 式中 ν—管内平均流速;
d—圆管内径;
v—乳化液运动黏度查手册(取1.2mm2/s)
则 Re=vd/v=2.01×0.065m/1.2×10-6m2/s=108875>Re=2000 液压胶管的临界雷诺数Re为2000,若Re>2000时为紊流,以上计算结果故断定乳化液在胶管中的流动为紊流。
一般而言,沿程阻力系数λ是雷诺数Re和相对粗糙度Δ/d的函数。这里用勃拉修斯经验公式计算:
λ=0.3164Re-0.25 =0.3164/18.16≈0.017 则主胶管的沿程压力损失为: 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
压降在允许范围内,满足工作面初撑力的的要求。