综采工作面液压支架主进液管的压力损失分析和选择_资料下载.pdf

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更为突出的是在移排头及端头支架时，更为困难，移架时间长达lh左右，严重制约了生产的发展。

为了不影响生产，只有改用三台泵或四台泵并联运行，工作面的移架速度得到提高，也消除了压架现象，但存在着主进液管经常崩破的现象，增加了设备占有量。

另外，由于各泵的调节压力不可能完全一样，液流脉动大，对系统中各液压元件的工况十分不利，直接影响着液压元件的使用寿命；

由于泵设备不一定是同一个厂家生产，其性能不完全一样，泵设备经常遇到损坏，同时，设备数量的增加，电耗也在增加。

鉴于这种情况，公司租赁站给该综采工作面配备了WRB一20035型乳化液泵站，但主进液管及控制阀组，各分路的管径并没有改变。

笔者就对其主进液管路的压力损失进行分析，以选择合适的管径，使系统中的压力损失尽可能减少，以改善各液压元件的工况。

首先分析主进液管的沿程损失。

要想知道液体的流动状态是层流或紊流，必须求其雷诺数加以判断。

雷诺数为：

（1）11式中雷诺数；

V一液体的流动速度ms；

d一管路直径m；

1，一液体的运动粘度m。

该系统中，d=25mm=25x10一，乳化液的运动粘度查手册知1，=12x10-ams。

液体的流动速度：

V=QA

（2）式中Q一泵站流量m3s；

A一液流的截面积m2；

已知泵站流量Q=2OOUmin=2OOx1O-360m3s，液流的截面积。

A=霄d，4=霄（25x103）24m，将已知数代入

（2）得V=678（ms）将流速V代入公式

（1）得：

1412501，液压胶管的临界雷诺数为2000，若R2000时为紊流，12000，故断定液体在胶管中的流动为紊流。

主液管的沿程压力损失为：

ApLo（3）式中Ap一直管压力损失krm：

；

一液体的重度krm；

L_导管内流长度m：

d一导内径m：

V一液流的平均流速ms；

g_重力加速度981rids：

一摩擦阻力系数，值与液体流动的状态有关，层流时=5，紊流时=o3164Re-025。

27维普资讯http:

/煤矿现代化2004年第6期总第63期现流动状态为紊流，所以将参数=03164R-025，液体重度-y=1000kgm导管内径d=25x105n，液体的平均流速为V=678ms，g重加速度981ms，当L分别取40m和200m时代人（3）式，可求出主进液管到工作面两端头支架的沿程压力损失：

当L=40m时，Apmin-65kgem当L=200m时，Apmax=325kgem。

沿程压力损失的平均值为：

Ap=195kgcm-液体流动时有压力损失，支架移动时有压力损失，每架支架移动时沿程压力损失应为其平均值。

Ap=195kgcm2局部压力损失是主液管进入支架三通时接头处的损失。

它包括四部分，第一部分是主液管的流体经过管接头时的压力损失；

第二部分是管接头流体进入三通内腔时的压力损失；

第三部分是三通内腔液体进人第二个管接头时的压力损失；

第四部分是第二个管头的液体进入胶管（主进液管）的损失。

当主进液管内径为25mm时，其管接头的内径为20mm。

根据局部压力损失计算公式，可以算出。

警（4）式中一局部阻力系数；

一液体的重度-y=1000kgm；

V一平均速度ms；

g-重力加速度981rrds：

管接头处液体流速根据上述公式

（2）可算出V；

Q，A将Q=200Umin=mA：

旦三：

!

一44代入得：

V=106（ms）胶管内径为25mm，管接头内径为20mm，根据二者断面之比，由机械工程师手册可查出=022，将此值代入公式（4），第一部分的局部压力损失为：

-012kgem：

二g同样三通内径为30mm，管接头直径为20mm，=032，Ap,-018kgem：

第三、四部分的局部压力损失分别为：

p3=018kgem2Ap4=008kgem!

每个支架管接头局部压力损失为：

乏p=APl+Ap2+Ap3+AP4=056kgm2支架移动时，主进液管压力损失为：

AP沿程+AP局郭=21kgm228若选用32mm的管径做为主进液管，同样可求出：

雷诺数R1104002000，所以流动状态为紊流。

用上述公式（3）可同样算出：

最大沿程损失APmax=95kgcm2，最小沿程损失APmin=19kgem，平均沿程损失Ap=57kIn-，主进液管直径改为32mm时，每移一架沿程损失可减少143kgem。

局部压力损失：

32mm的胶管接头的内径为26mm，管接头处的流速为：

V-628ms。

由上述公式（4）可同样算出局部压力损失四部分分别为：

Apl=005kgemAp2：

0063kgcmAp3=0064kgemAp4=0024kgem2每架支架进液三通的压力损失为：

乏p=pI+AP2+AP3+AP4=0201kgem每移一架时压力损失之和为：

Ap-056+57=626kgem2用32mm的管作为主进液管时，每移一架支架比用25mm时总减少的压力损失为：

Ap=21-626-kgcm：

由此看出，主进液管管径越大，流体的压力损失就越小，由于我国目前耐压超过30MPa的管径最大只有32mm，所以目前只能选择管径32mm的管子作主进液管，38mm的管径作主回液管，其优点为：

（1）与25mm管子的压力损失相比，压力损失减少15kgem。

（2）泵点的效率明显提高，系统温升降低，避免了乳化液的变质和析皂现象，延长了系统中胶管及各元件的使用寿命。

以上计算只是在理想状态下进行的，因为管路还存在管曲现象，各阀组和各分支管路损失更大，有资料表明：

用流量为200Lmin泵和主进液管径为25mm，每百米的压力损失达到80kgm之多，再加上回液干管和各阀件的阻力损失，某些供液系统高达泵压的50。

另外，供液管路为弹性体，乳化液具有压缩性，因此在供液过程中整个供液系统内液体产生压力振荡占用和损失一部分压力能。

所以，目前管径25mm的主进液管应改为管径32mm。

相应的控制阀和分支管路也应选用目前国内使用的最大管径和最大流量，只有这样，才能降低整个系统的压力损失，提高其工作效率。

作者简介刘志耀，1963年出生，男，山西介休人，工程师，现任汾西矿业集团公司双柳煤矿矿长。

（收稿日期：

20040824）维普资讯http:

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