矿井排水设备选型与安装的计算机辅助设计

煤矿井下灌溉设备是煤矿铁矿过程中的高能耗设备。合理选型对于提升灌溉设备的运营效率至关重要。

而人工的水泵选型方法不存在着工作量大、设计周期长及查询不方便等弊端，因此，急需研发出有简单、快捷的水泵选型系统。本设计是基于windows7操作者环境，融合MicrosoftVisualStudio2010软件开发工具和SQLServer2008数据库开发工具，使用非常简单嵌入式界面，用于c#语言研发的一套水泵选型软件。关键词：水泵；选型；软件开发；数据库AbstractDrainageequipmentinmineishighenergyconsumptionequipmentintheprocessofcoalmining.Areasonableselectionisveryimportanttoimprovetheefficiencyofdrainagefacilities.Selectionbyhandshasmanyproblemsasheavyworkload,thelongdesigncycleandinconvenienttoaccess.Therefore,needtodeveloppractical,efficientpumpselectionsystem.ThedesignispumpselectionsoftwarebasedonWindows7operatingenvironment,combinedwithMicrosoftVisualStudio2010softwaredevelopmenttoolsandSQLServer2008databasedevelopmenttool,applyingsimpleman-machineinterfaceandusingc#language.Keywords:waterpump;selection;softwaredevelopment;database1.绪论在煤炭开采过程中，地表水、地下水不会大大涌进到井下铁矿工作面。

为确保煤矿安全生产，必需及时将水排泄。矿井灌溉设备的任务就是把所有流向井下巷道中的矿井水排到地面，以确保矿井的长时间运转。

矿井灌溉设备电动机功率小则几千瓦，大则几百甚至上千千瓦，耗电量很大。我国资源受限，对于如此高能耗设备要合理设计来提升矿井灌溉设备的工作效率，确保设备的可靠性与经济性。

水泵的合理选型、泵房的合理确认，对于提升灌溉设备的效率起着决定性的起到，关系到泵站的建设以及运营费用。对于手工水泵选型，不仅工作量大、选型周期长，而且选型方案不全面，甚至选型方案不合理，因而急需研发出有矿井灌溉设备的计算机辅助程序，大大节省人力、物力，延长开发周期，获取较全面的选型方案。2.系统详细讲解1）本系统是以MicrosoftVisualStudio2010软件开发工具和SQLServer2008数据库开发工具来已完成系统的研发的。

这两个工具是现在早已不存在的且技术成熟期的开发工具。同时，VS2010开发工具还具有强劲的协助工具(MSDN)，这使得VS2010开发工具的用于更为便利灵活性，使简单的编码问题形式化。2）本系统是以调用数据库方式获取数据，单机形式展开设备选型的。

它的主要功能是用户输出涉及的选型参数，如长时间涌水量、仅次于涌水量、灌溉高度、否耐酸等，系统可以自动计算出来投票决定适合的灌溉设备（水泵、管件等），并根据总统大选设备展开扬程损失以及管路曲线方程的计算出来，并得出在长时间涌水量以及仅次于涌水量时水泵的工作时间，新旧管路水泵的工况点，可以获取水泵房的参照尺寸，最后得出所选方案的基本信息，大大节约了设计时间，而且本系统操作者非常简单，具备很强的实用性。3）本系统主要设计为单机版的软件，因此系统设计思想较非常简单。主要是使用面向对象的设计方法，以模块化的形式使用自顶向下、逐级分解成、逐步求精的指导思想设计窗体。然后在窗体下按照煤矿安全规程的拒绝以及矿井灌溉设备自由选择拒绝的计算公式来书写适当的代码以构建用户拒绝的功能。

3.系统整体框架设计1）构建水泵选型的主要流程：指定-----窗口概述，转入系统-----输出水泵基本信息-----根据涌水量、灌溉高度等可行性自由选择水泵型号-----表明总统大选结果、水泵精选辑-----根据水泵的额定流量、工况，确认水泵所须要台数-----输出经济流速，可选壁薄，矿水密度，展开管路自由选择-----下穿两条管路，一条工作，一条可用-----表明管路自由选择结果，展开扬程损失计算出来-----输出所须要数据，计算出来柔软管扬程损失、排水管扬程损失、水泵级数，得出结论管路特性曲线-----曲线拟合欲水泵特性曲线，而后欲与管路特性曲线的交点，即工况点-----根据工况点及涌水量计算出来灌溉时间-----电动机容量计算出来-----泵房参照尺寸-----选型结果-----程序完结。2）本系统使用模块设计方法，通过以上对整个系统的分析由此可知系统的整体框架如图1-1右图。图1-1系统整体框架本系统主要还包括的功能模块有：（1）指定功能模块主要构建用户指定转入选型系统。（2）主窗体功能模块主窗体中对本系统展开了适当的讲解，详述了本系统可以构建的主要功能。

（3）水泵总统大选功能模块该模块中包括用户展开水泵选型时必须输出的一些基本信息，泵产品范围、厂家名称、长时间以及仅次于涌水量、矿水PH值、工作水泵台数、灌溉高度、扬程损失系数等，并对信息输出格式有适当提醒。同时，该窗体可以函数调用到主窗口以及水泵精选辑窗口。（4）水泵精选辑模块本模块主要用来表明水泵总统大选的结果，系统自动得出几个总统大选方案可供用户展开自由选择，而水泵精选辑的过程则在由水泵精选辑窗体到水泵精选辑结果窗体变化的过程中展开，在水泵精选辑结果窗口中得出工作水泵的台数，可用水泵的台数，检修水泵的台数，以及仅次于涌水量时水泵的工作台数。

水泵精选辑结果窗口不应包括可以函数调用到管路自由选择窗口以及主窗口的按钮。（5）管路自由选择模块该模块功能类似于水泵总统大选模块，也是必须用户输出一些自由选择管路必须中用的基本信息，排水管水流速度、矿井水密度、管材自由选择、管子可选壁厚等，然后页面适当的按钮来展开管路的自由选择，得出计算出来的以及挑选的排水管、柔软管直径，壁薄，估计柔软管、排水管水流速度。该窗体可以函数调用到主窗口及扬程损失计算出来窗口。

（6）扬程损失计算出来模块本模块必须用户输出一些在泵房设计时牵涉到到的各种管件的基本参数，如在泵房设计时中用的逆止阀、闸阀、三通等的个数。系统根据用户输出的这些信息通过公式展开计算出来，得出结论柔软管阻力损失和排水管阻力损失的值。

然后系统根据这两个值计算出来出有管道特性方程的扬程损失系数，进而得出结论悬挂垢前后的管道特性方程。该窗体可以函数调用到主窗口及工况点计算出来窗口。（7）工况点模块该模块必要得出水泵工况点、水泵工作时的效率、水泵工作时的气蚀余量。

如果水泵并联，得出并联工况点，然后得出单台工作水泵工况点；如果工作水泵为一台，则并联与单台工作水泵的工况点完全相同。该模块根据水泵的工况点计算出来出有长时间涌水量以及仅次于涌水量时水泵一天的工作时间。

该窗体可以函数调用到主窗口及电动机容量计算出来窗口。（8）电动机容量模块该窗口必须输出年产量，系统得出年耗电量、水泵轴功率、吨煤电乏、电动机容量范围以及另一款电动机功率。（9）泵房参照尺寸模块该模块根据水泵型号、水泵台数等，按照中央水泵房基本参数拒绝必要得出泵房的一些参照尺寸，水泵加装尺寸，以及闸阀、逆止阀、三通的基本尺寸。（10）总结模块该模块是对前面模块的一个总结，得出所选泵的基本信息，水泵工况点，水泵工作时间，水泵的加装尺寸等。

4.系统数据库设计实体关系模型也即E-R模型(EntityRelationshipDiagram)，它获取了回应实体、属性和联系的方法，用来叙述现实世界的概念模型。包含E-R图的基本要素是实体、属性和联系，分别用：矩形、椭圆和菱形回应。

在设计中应当遵循准确性、完整性、一致性的原则。本系统数据库设计使用自底向上法，再行定义个局部概念结构，再行逐步统合所画出有E-R图。

根据需求分析得出结论，该系统主要还包括用户、水泵、管子、管件、管子沿程阻力系数、水泵进出口法兰等实体。水泵（编号、厂商名称、型号、泵产品所属类型、扬程、扬程范围1、扬程范围2、单级扬程、额定流量、流量范围1、流量范围2、耐酸泵与否、级数、扭矩、轴功率、轴功率1、轴功率2、效率、效率范围1、效率范围2、必需汽蚀量1、必需汽蚀量2、配上电机功率、电机型号）管子(管子厂商名称、管子产品所属类型、标准管径、壁薄、理论重量)管件(异形管件零件名称、管子内径、局部阻力损失系数)管子沿程阻力系数(管子直径(内径)、管子沿程阻力系数值)闸阀（序号、型号、公称通径、压力、温度、限于介质、阀体材料、L、H、D、D1、ZD、电装型号、公称转矩、重量）水泵进出口法兰（序号、泵型号、D1、D2、D3、D4、D5、n3、d33、D5、D6、D7、D8、D9、n4、d44）水泵加装尺寸（序号、泵型号、泵级数、L、L1、L2、L4、L6、L7、L8、H、H1、B1、B2、重量）异径三通，逆止阀等仍然所列。5.总结本软件是在win7操作者环境下，基于VS2010软件开发工具和SQL2008数据库开发工具,使用嵌入式界面，用于c#语言研发的，具备水泵总统大选、水泵精选辑、管路自由选择、新旧管路特性曲线、新旧管路水泵工况点、泵房参照尺寸等模块，构建了煤矿灌溉设备的计算机辅助设计，具备选型方案全面，选型速度快等优点。该系统程序是严苛按照矿井灌溉设备选型计算公式以及《煤矿安全规程》中的涉及规定撰写的，因此，系统具备很强的准确性和实用性。

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