书籍详情
深井排水系统潜水电机的温升控制与实验研究
作者：张世斌 著
出版社：中国农业出版社
出版时间：2021-05-01
ISBN：9787109281660
定价：¥58.00
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内容简介
随着我国浅部资源的逐步枯竭，煤炭资源的开采势必转入深部开采模式，由于矿井深部水压增加，超前探水、堵水难度增大，水灾害发生机率也随之增加。本书采用理论分析、数值计算和试验研究相结合的方法，对深井充水式潜水电机的冷却结构、内部流体流动和温升特性进行深入研究，并应用相似理论导出充水式潜水电机内流体流动相似准则和对流换热准则，将研究及试验结论推广应用于指导同类或相似电机冷却结构的设计和模型试验，为试验的安排和数据整理提供了有效方法，为其他类型电机的设计提供了有益借鉴。
作者简介
张世斌，男，汉族，工学博士学位，注册安全工程师，1985年12月生，河南省鄢陵县人，现任华北水利水电大学机械学院讲师，矿山排水技术与装备河南省工程实验室成员，河南省创新方法工程技术研究中心成员。主要研究方向为机电一化工程、矿山应急排水工程技术与装备、创新方法。作为主要研究人员参与国家重点研发计划项目“矿井突水水源快速判识与堵水关键技术研究”（项目编号：2017YFC0804100）的子课题七“高效高可靠性大流量抢险排水技术及装备”（课题编号：2017YFC0804107），作为主要研究人员参与国家创新方法工作专项“面向企业的颠覆式创新方法与工具研究及其应用”（项目编号：2016IM010400）和“中国情境下的创新方法研究与工具开发”（项目编号：2018IM020300）。
目录
前言
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 问题的提出
1.3 国内外文献综述
1.3.1 矿井“深部”概念的界定
1.3.2 矿井救灾排水系统现状
1.3.3 矿井救灾排水技术现状
1.3.4 潜水电机的分类及冷却方式
1.3.5 潜水电机流场和温度场研究现状
1.4 研究目标及内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究内容
1.5 研究技术路线
1.6 本章小结
2 深井充水式潜水电机的结构及流体数值计算理论研究
2.1 引言
2.2 深井充水式潜水电机的结构
2.2.1 深井充水式潜水电机的整体结构
2.2.2 充水式潜水电机定子结构
2.2.3 充水式潜水电机转子结构
2.2.4 充水式潜水电机止推轴承结构
2.2.5 充水式潜水电机冷却结构设计
2.3 深井充水式潜水电机内部流体流动特点
2.3.1 流体的强迫运动
2.3.2 流体的运动状态
2.3.3 流体的黏性和牛顿流体
2.3.4 流体的可压缩性
2.3.5 定常流和非定常流
2.4 充水式潜水电机内流体控制方程
2.4.1 连续微分方程
2.4.2 动量微分方程
2.4.3 能量微分方程
2.4.4 流体紊流计算模型
2.5 控制方程的离散
2.5.1 控制方程离散方法
2.5.2 SIMPLE算法
2.5.3 离散方程的通用表达
2.6 本章小结
3 深井充水式潜水电机内流体流动特性研究
3.1 引言
3.2 二三维实体模型的建立
3.2.1 潜水电机整体模型的建立
3.2.2 气隙流体网格模型建立
3.3 流体流动特性仿真分析
3.3.1 气隙高度的影响
3.3.2 气隙进口流体流速的影响
3.3.3 转子转速的影响
3.3.4 转子表面粗糙度的影响
3.3.5 电机围压的影响
3.4 本章小结
4 基于流体流动特性的潜水电机定子稳态温升研究
4.1 引言
4.2 充水式潜水电机温度场研究基础
4.2.1 热量传递方式
4.2.2 换热微分方程
4.2.3 充水式潜水电机绕组绝缘材料温升限值
4.3 充水式潜水电机的热源分布
4.3.1 基本铁耗
4.3.2 绕组铜耗
4.3.3 机械损耗
4.3.4 杂散损耗
4.3.5 空载试验结果对比
4.4 深井充水式潜水电机定子温度场研究
4.4.1 充水式潜水电机的内部传热路径分析
4.4.2 充水式潜水电机内部温度场数值计算模型
4.4.3 充水式潜水电机温度场分析中相关参数的确定
4.4.4 充水式潜水电机定子温度场分析
4.5 气隙流体合理流速确定和驱动泵轮设计
4.5.1 气隙进口流体合理流速确定
4.5.2 驱动泵轮的设计
4.5.3 试验验证
4.6 本章小结
5 深井充水式潜水电机的试验研究
5.1 引言
5.2 潜水电机的空载试验
5.2.1 试验目的
5.2.2 试验方法
5.2.3 试验结果分析
5.3 深井潜水电机的温升试验
5.3.1 试验目的
5.3.2 测温原理和方法
5.3.3 试验平台搭建
5.3.4 试验结果分析
5.4 深井潜水电机的绝缘性能试验
5.4.1 试验目的
5.4.2 试验方法
5.4.3 试验结果分析
5.5 深井潜水电机的工程应用
5.6 本章小节
6 深井充水式潜水电机相似理论研究
6.1 引言
6.2 相似理论
6.2.1 相似理论中的基本概念
6.2.2 相似定理
6.2.3 相似准则的推导方法
6.3 充水式潜水电机相似准则
6.3.1 相似准则推导
6.3.2 相似准则的应用
6.3.3 新产品研发应用实例
6.4 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 问题的提出
1.3 国内外文献综述
1.3.1 矿井“深部”概念的界定
1.3.2 矿井救灾排水系统现状
1.3.3 矿井救灾排水技术现状
1.3.4 潜水电机的分类及冷却方式
1.3.5 潜水电机流场和温度场研究现状
1.4 研究目标及内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 研究内容
1.5 研究技术路线
1.6 本章小结
2 深井充水式潜水电机的结构及流体数值计算理论研究
2.1 引言
2.2 深井充水式潜水电机的结构
2.2.1 深井充水式潜水电机的整体结构
2.2.2 充水式潜水电机定子结构
2.2.3 充水式潜水电机转子结构
2.2.4 充水式潜水电机止推轴承结构
2.2.5 充水式潜水电机冷却结构设计
2.3 深井充水式潜水电机内部流体流动特点
2.3.1 流体的强迫运动
2.3.2 流体的运动状态
2.3.3 流体的黏性和牛顿流体
2.3.4 流体的可压缩性
2.3.5 定常流和非定常流
2.4 充水式潜水电机内流体控制方程
2.4.1 连续微分方程
2.4.2 动量微分方程
2.4.3 能量微分方程
2.4.4 流体紊流计算模型
2.5 控制方程的离散
2.5.1 控制方程离散方法
2.5.2 SIMPLE算法
2.5.3 离散方程的通用表达
2.6 本章小结
3 深井充水式潜水电机内流体流动特性研究
3.1 引言
3.2 二三维实体模型的建立
3.2.1 潜水电机整体模型的建立
3.2.2 气隙流体网格模型建立
3.3 流体流动特性仿真分析
3.3.1 气隙高度的影响
3.3.2 气隙进口流体流速的影响
3.3.3 转子转速的影响
3.3.4 转子表面粗糙度的影响
3.3.5 电机围压的影响
3.4 本章小结
4 基于流体流动特性的潜水电机定子稳态温升研究
4.1 引言
4.2 充水式潜水电机温度场研究基础
4.2.1 热量传递方式
4.2.2 换热微分方程
4.2.3 充水式潜水电机绕组绝缘材料温升限值
4.3 充水式潜水电机的热源分布
4.3.1 基本铁耗
4.3.2 绕组铜耗
4.3.3 机械损耗
4.3.4 杂散损耗
4.3.5 空载试验结果对比
4.4 深井充水式潜水电机定子温度场研究
4.4.1 充水式潜水电机的内部传热路径分析
4.4.2 充水式潜水电机内部温度场数值计算模型
4.4.3 充水式潜水电机温度场分析中相关参数的确定
4.4.4 充水式潜水电机定子温度场分析
4.5 气隙流体合理流速确定和驱动泵轮设计
4.5.1 气隙进口流体合理流速确定
4.5.2 驱动泵轮的设计
4.5.3 试验验证
4.6 本章小结
5 深井充水式潜水电机的试验研究
5.1 引言
5.2 潜水电机的空载试验
5.2.1 试验目的
5.2.2 试验方法
5.2.3 试验结果分析
5.3 深井潜水电机的温升试验
5.3.1 试验目的
5.3.2 测温原理和方法
5.3.3 试验平台搭建
5.3.4 试验结果分析
5.4 深井潜水电机的绝缘性能试验
5.4.1 试验目的
5.4.2 试验方法
5.4.3 试验结果分析
5.5 深井潜水电机的工程应用
5.6 本章小节
6 深井充水式潜水电机相似理论研究
6.1 引言
6.2 相似理论
6.2.1 相似理论中的基本概念
6.2.2 相似定理
6.2.3 相似准则的推导方法
6.3 充水式潜水电机相似准则
6.3.1 相似准则推导
6.3.2 相似准则的应用
6.3.3 新产品研发应用实例
6.4 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
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