矿井排水系统离心泵叶片包角对其工作特性的影响研究

李日鹏

（山煤集团河曲旧县露天煤业有限公司，山西 忻州 036500）

引言

矿井排水系统是煤矿井下重要的机械设备系统，主要用于将煤矿井下的积水排出巷道，确保煤矿井下综采作业的安全性。作为矿井排水系统的核心，离心泵通过高速的旋转将机械能转换为水流的动能，实现排水作业。因其结构特性，离心泵在高速工作中存在着空化振动和噪声问题，严重影响了矿井排水系统工作时的稳定性和排水效率[1]。对以上异常进行优化的主要方案是通过进行水力优化来降低空化振动和噪声，但目前为止对水力优化方案的研究尚处在较浅的阶段，无法有效投入应用，在研究过程中人们发现离心泵的叶片包角与水泵工作时的振动和噪声具有一定的关系，因此本文以某型离心式排水泵为对象，以试验验证为基础，对不同叶片包角情况下水泵工作时的振动、噪声进行研究，为提升矿井排水系统工作的稳定性和可靠性奠定基础。

1 试验测试系统设置

本文主要是对离心泵工作时的振动和噪声情况进行监测，因此建立了工程流体机械性能测试试验平台，该试验平台可用于模拟离心泵在不同工况下工作的试验性能状态。在该试验系统中用于模拟单级离心泵，其工作时的额定流量为50m3/h，其扬程为35m，工作时的额定转速约为2 700 r/min，其叶片包角为115°，叶轮进口位置的直径是70mm，出口位置的直径约为170mm，为了充分验证离心泵叶片包角对离心泵的空化诱导振动噪声的影响，在进行试验时保证泵体的其他几何参数不变，试验状态一致，分别对包角为110°、115°、120°、125°情况下叶轮的工作状态进行研究，试验叶轮结构如图1所示[2]。……