式中Q——工况点流量，m ／h；
工况点扬程，m；
，7——水泵工况点效率；
— — 传动效率；
可d——电机效率；
叼 —— 电网效率；
n一——正常、最大涌水期水泵工作台数，台；
、 l眦——正常、最大涌水期水泵每日工作时问，h；
rz、r ——正常、最大涌水期水泵工作日数， 日。
正常涌水期水泵每日工作时间：
= (7)
式中q —— 正常涌水量，m。／h。
最大涌水期水泵每日工作时间：
= ( 8)
式中g一——最大涌水量，m。／h。
管路效率仇：
H
(9)
式中 ——排水垂高，m。
将式(7)、(8)、(9)代入(6)整理得：
E =
24 [qzr,+qm=r ] 1
1000 ×3600 叼d (10)
将式(4)、(10)代人(5)，则设计方案的经济指标：
c - 822 6。 C1 +
15C2×24 [ +口 r一] 1
1000 × 360o'7 叼d'7 J，7g
在确定的矿井条件下，Q、c。、c2、占、 、1 、rz、q
r 虹、’7 、吼、卵 均为基本确定的值，管内流速只影响管路投
资费用，对排水电耗无任何影响。排水电耗是影响经济性
指标C的主要因素，当水泵工况点效率 与管路效率叩 乘
积卵 最大时，排水电耗最小，排水设备总体费用最小，
设计方案最经济。
影响管路效率叼 水泵工况点效率 的因素。管路效
率田 计算式(9)中，工况点扬程日也是工况点处管路阻力，
满足管路特性方程：
H = +R Q (12)
式中R ——管路阻力损失系数，其值为：
专 专+
+ 。警 ⋯
式中l ——吸、排水管的长度，m；
、dD——吸、排水管的内径，m；
1．2m／s，按舍维列夫公式计算：
A= (14)
排水设备管路系统布置方案确定后，z 、z 、Σ Σ
都是确定的值，管路阻力系数 主要取决于管路直径
d ，d 越大，阻力系数 越小，管路特性方程中，对应于
不同流量Q的各点，管路阻力H都相应减小，管路效率町
随管路阻力H减小而增大，即随排水管径d 增大而增大。
水泵工况点效率田，由管路特性曲线与水泵特性曲线
交点决定，水泵特性曲线中，水泵扬程是随流量增大逐渐
减小的；对确定的管路，其管路特性曲线中，管路阻力随
流量增大逐渐增大，管路直径越大，管路效率叼 越高，管
路阻力随流量增大幅度越小，其与水泵特性曲线的交点即
工况点随管路效率叩 的增大向右下方偏移；在水泵效率最
高点右侧，虽然水泵工况点效率田随流量增大有所下降，
但 叩 乘积随之增大，排水电耗随之降低。
排水管径d 同时影响管路效率叼 水泵工况点效率
， 是影响排水电耗的决定因素。在排水设计方案的经济性
指标c中，管路投资所占的比例是极小的，而且排水管径
增大使管路投资有小幅增加，会使排水电耗大幅降低，使
排水设备投资运转的总体费用大幅降低。排水管径d 受水
泵正常工作条件及管路布置条件限制，满足限制条件的最
大排水管径是最佳管径。
设计方案的经济性最终取决于排水管径d。，水泵选定
后，流量是一定的，对于确定的排水管路，管内流速 是
确定的值，它与流量Q、排水管径d 之间满足计算式(1)
的关系，管内流速 随流量Q和管径d 的变化而变化，是
与流量Q、排水管径d。相配合的派生值，对影响设计方案
经济性的各个环节都无控制作用，管内流速 是否在经济
流速范围内，不能用来衡量排水设备的经济性，其值大小
对设计方案的经济性而言是无关紧要的。投资与运转的总
体费用是评价排水设备的经济性的唯一指标，因此在经济
流速中寻求最佳流速以保证设计方案的经济性不是明智的
方法。
3 经济流速与管路效率
在管路阻力系数R 计算式中，做下列简化，按一趟排
水管路考虑，管路附件按最简单配置，令d = ，l +l =
1．15H， Σ =4．094， Σ =2．754，则：
【 +~7．848] ，
将式(12)、(15)代入(9)式中，得出管路效率与管内
，13) 流速的简化计算式：
一 一
Σ 、Σ ——吸、排水管附件局部阻力系数之和；
A A —— 吸、排水管沿程阻力系数，对于流速 ≥
8
此计算式虽经各项简化得出，但也能反映出管路效率
、管内流速 、工况点流量Q、工况点扬程日之间的相互
关系。
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