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內容簡介

　　隨著我國淺部資源的逐步枯竭，煤炭資源的開采勢必轉入深部開采模式，由于礦井深部水壓增加，超前探水、堵水難度增大，水災害發(fā)生機率也隨之增加。本書采用理論分析、數值計算和試驗研究相結合的方法，對深井充水式潛水電機的冷卻結構、內部流體流動和溫升特性進行深入研究，并應用相似理論導出充水式潛水電機內流體流動相似準則和對流換熱準則，將研究及試驗結論推廣應用于指導同類或相似電機冷卻結構的設計和模型試驗，為試驗的安排和數據整理提供了有效方法，為其他類型電機的設計提供了有益借鑒。

作者簡介

　　張世斌，男，漢族，工學博士學位，注冊安全工程師，1985年12月生，河南省鄢陵縣人，現任華北水利水電大學機械學院講師，礦山排水技術與裝備河南省工程實驗室成員，河南省創(chuàng)新方法工程技術研究中心成員。主要研究方向為機電一化工程、礦山應急排水工程技術與裝備、創(chuàng)新方法。作為主要研究人員參與國家重點研發(fā)計劃項目“礦井突水水源快速判識與堵水關鍵技術研究”（項目編號：2017YFC0804100）的子課題七“高效高可靠性大流量搶險排水技術及裝備”（課題編號：2017YFC0804107），作為主要研究人員參與國家創(chuàng)新方法工作專項“面向企業(yè)的顛覆式創(chuàng)新方法與工具研究及其應用”（項目編號：2016IM010400）和“中國情境下的創(chuàng)新方法研究與工具開發(fā)”（項目編號：2018IM020300）。

圖書目錄

前言
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 問題的提出
1.3 國內外文獻綜述
1.3.1 礦井“深部”概念的界定
1.3.2 礦井救災排水系統(tǒng)現狀
1.3.3 礦井救災排水技術現狀
1.3.4 潛水電機的分類及冷卻方式
1.3.5 潛水電機流場和溫度場研究現狀
1.4 研究目標及內容
1.4.1 研究目標
1.4.2 研究內容
1.5 研究技術路線
1.6 本章小結
2 深井充水式潛水電機的結構及流體數值計算理論研究
2.1 引言
2.2 深井充水式潛水電機的結構
2.2.1 深井充水式潛水電機的整體結構
2.2.2 充水式潛水電機定子結構
2.2.3 充水式潛水電機轉子結構
2.2.4 充水式潛水電機止推軸承結構
2.2.5 充水式潛水電機冷卻結構設計
2.3 深井充水式潛水電機內部流體流動特點
2.3.1 流體的強迫運動
2.3.2 流體的運動狀態(tài)
2.3.3 流體的黏性和牛頓流體
2.3.4 流體的可壓縮性
2.3.5 定常流和非定常流
2.4 充水式潛水電機內流體控制方程
2.4.1 連續(xù)微分方程
2.4.2 動量微分方程
2.4.3 能量微分方程
2.4.4 流體紊流計算模型
2.5 控制方程的離散
2.5.1 控制方程離散方法
2.5.2 SIMPLE算法
2.5.3 離散方程的通用表達
2.6 本章小結
3 深井充水式潛水電機內流體流動特性研究
3.1 引言
3.2 二三維實體模型的建立
3.2.1 潛水電機整體模型的建立
3.2.2 氣隙流體網格模型建立
3.3 流體流動特性仿真分析
3.3.1 氣隙高度的影響
3.3.2 氣隙進口流體流速的影響
3.3.3 轉子轉速的影響
3.3.4 轉子表面粗糙度的影響
3.3.5 電機圍壓的影響
3.4 本章小結
4 基于流體流動特性的潛水電機定子穩(wěn)態(tài)溫升研究
4.1 引言
4.2 充水式潛水電機溫度場研究基礎
4.2.1 熱量傳遞方式
4.2.2 換熱微分方程
4.2.3 充水式潛水電機繞組絕緣材料溫升限值
4.3 充水式潛水電機的熱源分布
4.3.1 基本鐵耗
4.3.2 繞組銅耗
4.3.3 機械損耗
4.3.4 雜散損耗
4.3.5 空載試驗結果對比
4.4 深井充水式潛水電機定子溫度場研究
4.4.1 充水式潛水電機的內部傳熱路徑分析
4.4.2 充水式潛水電機內部溫度場數值計算模型
4.4.3 充水式潛水電機溫度場分析中相關參數的確定
4.4.4 充水式潛水電機定子溫度場分析
4.5 氣隙流體合理流速確定和驅動泵輪設計
4.5.1 氣隙進口流體合理流速確定
4.5.2 驅動泵輪的設計
4.5.3 試驗驗證
4.6 本章小結
5 深井充水式潛水電機的試驗研究
5.1 引言
5.2 潛水電機的空載試驗
5.2.1 試驗目的
5.2.2 試驗方法
5.2.3 試驗結果分析
5.3 深井潛水電機的溫升試驗
5.3.1 試驗目的
5.3.2 測溫原理和方法
5.3.3 試驗平臺搭建
5.3.4 試驗結果分析
5.4 深井潛水電機的絕緣性能試驗
5.4.1 試驗目的
5.4.2 試驗方法
5.4.3 試驗結果分析
5.5 深井潛水電機的工程應用
5.6 本章小節(jié)
6 深井充水式潛水電機相似理論研究
6.1 引言
6.2 相似理論
6.2.1 相似理論中的基本概念
6.2.2 相似定理
6.2.3 相似準則的推導方法
6.3 充水式潛水電機相似準則
6.3.1 相似準則推導
6.3.2 相似準則的應用
6.3.3 新產品研發(fā)應用實例
6.4 本章小結
7 結論與展望
7.1 結論
7.2 創(chuàng)新點
7.3 展望
參考文獻