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文档简介
某矿矿机专业计算书
X.矿山机械
X.1提升设备
本矿为恢复生产矿井,主要开采501矿体和深部521矿体,提升系
统采用主斜井-盲斜井两段提升先期开采501矿体,主斜井-盲竖井两
段段提升后期开采521矿体。目前矿井已有一条主斜井和盲斜井,盲
竖井为新开拓提升井。两个提升系统分别担负前后期全矿矿石、废石、
人员、设备等混合提升任务,目前主斜井提升已装备一台全新JTK一
1600/1224型单卷筒绞车,卷筒直径1.6m、卷筒宽度1.2m、最大静张
力40kN、减速比24,配套电机JR127-8型,130kW、380V、723r/min,
DG=57kg-m2,最大提升速度2.52m/s。目前井口至绞车距离约70m,
无固定天轮,用直径300mm钢管做钢丝绳导向用。
X.1.1主斜井提升设备校核
1.校核依据
矿井年产量:5万t/a
井口标同j:+170m
井底标高:+120m
井筒倾角:23°
井筒斜长:128m
废石量:0.75万t/a
矿车:采用0.7m:3侧卸式矿车,矿车自重490kg,最大载重1800kg
矿车装满系数:0.85
矿石散重:2.Ot/m3
人车:XRC10-6/6型,单节头车,头车自重1650kg,乘员10人,
确定限乘8人,适用倾角6°〜30。,最大速度<4m/s。
最大班下井人员:30人
斜井提升矿井阻力系数:容器sin23,+0.01cos23=0.4
钢丝绳sin23'+0.25cos23=0.621
车场形式:井上平车场,井下甩车场
提升方式:斜井单钩串车提升
工作制度:每年工作300天,每天三班生产,最大班混合提升时
间不超过6ho
2.一次提升矿车数
(1)矿车有效载重Q=0.85X2000X0.7=1190kg
⑵小时提升量A=
式中:C—不均衡系数1.25
A一年提升量
1一年工作日数
丁2一日工作小时数,每班提升矿石、废石按3h
1.25x(50000+7500)
=26.62〃〃
300x9
⑶估算一次提升时间
『第+黑+40)=204s
(4)一次需要提升矿车数
26.62x204
n-=1.26辆
1.19x3600
取2辆
⑸按矿车连接器校核一次需要提升矿车数
6000
n==8.93>2辆
(1190+490)x0.4
式中:6000一矿车钩头拉力kgf
确定上段主斜井一次提2辆矿车。
3.提升系统
(1)提升长度L=8+128+4=140
式中:8m—上井口至停车点距离
4m一井下甩车道摘挂钩增加距离
4.钢丝绳选型
(1)终端荷重
矿石:Qz=2(1190+490)X0.4=1344kg
人员:Qr=(1650+75X8)X0.4=900kg
⑵钢丝绳单重
1344
=0557kg/m
1.1x17000
-128x0.621
7.5
采用16NAT6X19S+FC1570ZS型钢丝绳
直径6=16mm、丝径6£=1.0mm、单重P=0.921kg/m>钢丝破断拉
力Qp=161.5kNo
(3)校核钢丝绳安全系数
161.5x1000
矿石:tn=--------------------=---1-1-.-6-->--7--.-5----
(1344+0.921xl28x0.621)9.8
161.5x1000_______
人员:m==16.9>9
(900+0.921x128x0.621)9.8
钢丝绳满足要求。
5.提升设备校核
卷筒直径:Dg=80X16=1280〈1600mm
Dg=1200Xl.0=1200<1600mm
最大静张力:Fmax=l344+0.921X128X0.621=1417kgf=13.9kN
最大静张力差:同最大静张力
目前JTK—1600/1224型矿井单绳绞车满足使用要求。
6.提升运动学(七阶段速度图)
起动初加速度:a尸0.3m/s2
起动初速度:V1=l.5m/s
初加速度时间:A=H=5S
0.3
初加速度距离:h^O.5X1.5X5=3.75m
初等速度距离:h2=3m
初等速度运行时间:tz=3/1.5=2s
正常加速度:a3=0.4m/s'
正常加速度运行时间:"智声=26s
正常加速度运行距离:h3=0.5X正52+1.5)X2.6=5.2m
2
正常减速度:a5=0.4m/s
正常减速度运行时间:4=2.52-65=5」
0.4
正常减速度运行距离:h5=0.5X(2.52+0.5)X5=7.6m
等速爬行距离:h6=3m
等速度运行时间:t6=3/0.5=6s
2
末减速度:a7=0.3m/s
末减速度时间:o="=1.67s
0.3
末速度距离:h7=0.5X0.5X1.67=0.4m
等速度距离:hi=140-3.75-3-5.2-7.6-3-0.4=117.05m
等速度运行时间:05/2.52=46.4s
一次纯提升时间:
T=5+2+2.6+46.4+5+6+1.67=68.67弋69s
休止时间:40s
一次全提升时间:Tq=2(69+40)=218s
5.提升能力
提升能力见主斜井最大班提升时间平衡表。
主斜井最大班提升时间平衡表
序每次提每班提一次提升时间每班提升时间
项目单位每班提升量
号升量升次数(s)(h-min-s)
1下井人员30842180-14-32
2升井人员15822180-7-16
矿石t562.38242181-27-12
2废石t92.3822180-7-16
3设备次12180-3-38
4火药或雷管次12180-3-38
5其它102180-36-20
6合计362-39-52
提升能力满足要求。
6.提升动力学
(1)提升系统变位质量
提升系统变位重量:
矿车2X490980
矿石2X11902380
提升机7000
钢丝绳0.921X200184
天轮222
57x24?
电动机12825
1.62
23591
提升系统变位质量:M=变见=2407炽d/m
9.8
⑵各阶段运动力计算
6
重物上提:
tl阶段加速开始:F^l.1X1344+140X0.921X0.621+2407X
0.3=2281kg=22.3kN
tl阶段力口速终了:F',=1.1X1344+(140-3.75)X0.921X0.621+2407X
0.3=2278kg=19.6kN
t2阶段等速开始:F2=l.1X1344+(140-3.75)X0.921X0.621=1556kg
=15.3kN
t2阶段等速终了:F'2=1.1X1344+(140-3.75-3)XO.921X0.621
=1555kg=15.2kN
t3阶段加速开始:F3=l.1X1344+(140-3.75~3)XO.921X0.621+2407
XO.4=2517kg=24.7kN
t3阶段加速终了:F'3=1.IX1344+(140-3.75-3-5.2)XO.921X0.621
+2407X0.4=2514kg=24.6kN
t4阶段等速开始:F4=l.1X1344+(140-3.75-3-5.2)XO.921X0.621
=1552kg=15.2kN
t4阶段等速终了:F'4=1.1X1344+(140-3.75-3-5.2-117.05)XO.921
XO.621=1485kg=14.5kN
t5阶段减速开始:F5=l.1X1344+(140-3.75-3-5.2-117.05)XO.921X
0.621-2407X0.4=522kg=5.IkN
t5阶段减速终了:F5=1.1X1344+(140-3.75-3-5.2-117.05-7.6)X
0.921X0.621-2407X0.4=516kg=5.IkN
t6阶段等速开始:F2=l.1X1344+(140-3.75-3-5.2-117.05-7.6)X
7
0.921X0.621=1479kg=14.5kN
T6阶段等速终了:F'2=1.IX速44+(140—3.75-3-5.2-117.05-7.6-3)X
0.921X0.621=1479kg=14.5kN
T7末减速度阶段:F'2=1.1X1344+(140-3.75-3-5.2-117.05-7.6-3-04)
X0.921X0.621-2407X0.4=515kg=5kN
7.电动机选型
⑴X*
2
ZFlt,=A+B+C+D+E+F+G
A=2281二2278-x5=2598G^3
2
B=1556*556x1555+15562、?=4839⑹
3
25172+25142
C=2————x2.6=16452131
2
D=-2+1552x1485+14852乂46.4=107008438
3
22
广522+516「…/cs
E=--------------x5=1346850
2
F=1479-+1479X1479+1479-X6=6562323
3
G=5152X1.67=442926
2
ZFltI=A+B+C+D+E+F+G=l62632442
(2)等效时间
Td=0.5(5+2+2.6+5+6+1.67)+46.4+-X40=7Is
3
(3)等效力
.(162632442
Fa=1------=1513.5匕
(4)等效容量
-1513.5x2.52x1.1
Na=--------------------=45.7kW〈130kWnr
"102x0.9
目前采用的JR127-8型交流电动机,130kW、380V、723r/min、满
足使用要求。
X.1.2盲竖井提升设备
盲竖井为新开拓竖井,承担矿井30m、0m、-40m以及下部521矿
体的矿石、废石、人员、设备等混合提升任务。
1.设计依据
盲竖井年提升矿石量:5万t/a
废石量:0.75万t/a
井口标高:+120.00m
井底进出车标高:-260.00m
提升高度:Ht=120+260=380m
矿车:采用0.7m'侧卸式矿车,矿车自重710kg,最大载重1800kg
矿车装满系数:0.85
矿石、废石散重:2.Ot/m3
最大班下井人员:30人
罐道形式:钢轨罐道,采用38kg/m钢轨
工作制度:每年工作300天,每天三班生产,最大班混合提升时
间不超过6h0
2.选择罐笼,确定提升方式
⑴矿车有效载重Q=0.85X2000X0.7=1190kg
⑵小时提升量A=X
T\F
式中:C—不均衡系数1.25
Ai一年提升量
「一年工作日数
丁2一日提升小时数,每班提升矿石、废石按3h
4叶侬=26.62〃人
300x9
⑶估算一次提升时间(按带平衡锤提升)
7=2(—+—+5+30)=2105
0.66.4
估算一次提升时间(按双罐笼提升)
T=(8+暨+5+30)=105s
0.66.4
⑷一次需要提升矿车数
n=2竺2,0=1.3辆平衡锤提升配双层罐笼
1.19x3600
〃二常湍二°&辆单层罐笼双罐笼提升
确定提升方式为-260m中段双罐笼提升,30m、0m>-40m中段单罐
笼提升,另一个罐笼空运行,相当于平衡锤。
提升容器采用2#罐笼,自重1988kg,最大载重量2000kg,乘人数
8人,罐笼本体外形尺寸(长X宽X高)1800X1300X2800,38kg/m
钢轨罐道罐耳。
3.提升系统
(1)防撞挡梁低面高度
Hf=2.8+11=13.8m
式中:2.8m一罐笼本体高度
11m一过卷高度(包括下长材料预留5m高度)
⑵井架高度(井口至天轮中心)
Hj=13.8+3.2=17m
式中:3.2m一防撞梁底面至天轮中心高度
(3)井底防撞挡梁高度
Hjf=ll-l=10m
式中:1m一下降容器超前上升容器进入楔形罐道距离
4.钢丝绳选型
⑴钢丝绳悬垂高度
Hx=17+380=397m
⑵终端荷重
矿石:Q=1988+(710+1190)=3898kg
人员:Q=1988+8X75=2588kg
⑶钢丝绳单重:
7.5
选用24NAT6VX30+FC1670型钢丝绳,
624mm、(1)£1.7mmP=2.29kg/m>Q1,=367.2kN。
(4)校核钢丝绳安全系数
367.2x1000
矿石:m==7.79>[7.5]
9.8(3898+2.29x397)
367.2x1000
人员:m-=-1--0-.-8-->--[-9-]----------------
9.8(2558+2.29x397)
钢丝绳满足要求。
5.提升机选型
卷筒、天轮直径:Dg=24X60=1440mm
Dg=1.7X900=1530mm
最大静张力:Fmax=(3898+2.29X397)9.8=4807kgf=47.lkN
最大静张力差:Fc=710+1190+2.29X380=2770kgf=27.lkN
根据计算,盲竖井提升确定选用2JK-2.5X1.5/11.5A型双卷筒单
绳提升机,主要技术参数如下:
卷筒直径:Dg=2500mm
卷筒宽度:B=1500mm
卷筒个数:2个
天轮直径:Dt=1600mm
天轮个数:2个
最大静张力:Fmax=90kN
最大静张力差:Fc=55kN
减速器速比:i=11.5
验算卷筒缠绳宽度(单层缠绕)
B=+3)(24+2)=1436mm<1500mm
卷筒缠绳宽度满足要求。
6.初选电动机
最大提升速度
-2.5x3.14x979
v=———----------=6.4m/s
60x20
初选电动机
2573x6.4x1.2
N=-------------------——-二210.6ZW
102x0.92
初选YR4001-6型交流电动机,220kW、初V、979r/min>GD=14kgm2
7.提升运动学(采用五阶段速度图)
加速度阶段:ai=0.6m/s2
6.4sr
加速度阶段时间:=——=10.7s
10.6
加速度阶段距离:hi=0.5X6.4X10.7=34.2m
2
减速度阶段:a3=0.6m/s
6.4—0.5
减速度阶段时间:4=----------=9.835
0.6
减速度阶段距离:h3=0.5X(6.4+0.5)X9.83=33.9m
爬行速度:V4=0.5m/s
爬行距离:h4=2.5m
2.5u
爬行时间:=----=5s
40.5
2
末减速度:a5=0.4m/s
0.5…
末减速度时间:tc=—=1.25s
50.4
末减速度距离:h5=0.5X0.5X1.25=0.31m
等速度阶段距离:h2=380-34.2-33.9-2.5-0.31=309.Im
309.1…
等速度阶段时间:右==48.3s
-6.4
休止时间:人员(8+10)=18s
矿石30s人工推车
设备、材料40s
长材1200s/次
一次纯提升时间:Tc=10.7+48.3+9.83+5+1.25"75s
一次全提升时间:人员Tr=75+18=93s
矿石Tk=75+30=105s
设备、材料Tc=75+40=115s
长材Tcc=780+1200=1980s
爆破材料Tb=75+60=135s
提升运动学见提升速度图。
8.提升能力
提升能力见盲竖井最大班提升时间平衡表。
盲竖井井最大班提升时间平衡表
序每次提每班提一次提升时间每班提升时间
项目单位每班提升量
号升量升次数(S)(h-min-s)
1下井人员3086930-9-18
2升井人员1583930-4-39
技检人员3930-4-39
3矿石t561.19-171051-22-15
4废石t91.1981050-13-50
材料次51150-9-35
5设备次21150-3-50
6爆破材料次21350-4-30
7长材料次219801-6-0
8其它101050-17-30
合计883-36-6
9.提升动力学
⑴提升系统变位重量:
罐笼2X1988=3976
矿石1190
矿车710
钢丝绳460X2.29=1053
提升机17430
天轮2X222=444
电动机14'201896
2.52
25699
提升系统变位质量:M=^^-=2622kg-s2/m
⑵各阶段运动力计算(空罐笼不配车)
加速开始:K=L2X1900+2.29X380+2622X0.加4723kg
=46.3kN
加速终了:F2=l.2X1900+2.29(380-2X34.2)+2622X0.6
=4567kg=44.8kN
等速开始:F3=l.2X1900+2.29(380-2X34.2)=2994kg=29.3kN
等速终了:F4=l.2X1900+2.29[380-2X(34.2+309,1)]
=1578kg=15.5kN
减速开始:F5=l.2X1900+2.29[380-2X(34.2+309.1)]-2622X0.6
=5kg=0.05kN
减速终了:F6=l.2X1900+2.29[380-2[(34.2+309.1+33.9)]-2622
xo.6=-151kg=-l.5kN
爬行开始:F7=l.2X1900+2.29[380-2(34.2+309.1+33.9)]=1423kg
=13.9kN
爬行终了:F8=l.2X1900+2.29[380-2(34.2+309.1+33.9+2.5)]
=1411kg=13.8kN
停车阶段:F9-10=l.2X1900-2622X0.4=1231kg=12.IkN
提升动力学见力图。
10.电动机选型
⑴
EF/t尸A+B+C+D+E
23
A=4T2+4567-xl()7=230928566
2
29942+2994x1578+15782
B=x48.3=26(M76297
3
52
C=,X4=50
2
14232+1423x1411+14112
D=x5=10039505
3
E=12312X1.25=1894201
2
£FltI=A+B+C+D+E=503338619
⑵等效时间
Td=O.5(10.7+4+5+1.25)+49.9+-X30=69.2s
3
⑶等效力
503338693
Fd=
69.2
(4)等效容量
2697x6.4x1.1
=202.3攵W
102x0.92
确定采用的JR128-6型交流电动机,215kW、380V、979r/min>
入=1.8o
(5)校核电动机过载能力:
电动机额定出力
…2x2―—
,6.4
校核过载系数入/=三二=L5〈0.85X1.8=1.53
3152.4
电动机过载能力满足要求
11.钢丝绳偏角
上绳仰角:28°5/52〃
下绳仰角:32°23/45〃
上绳弦长:33341mm
下绳弦长:33281mm
X.1.3盲斜井提升设备
盲斜井提升用于将501矿体矿石通过90m、60m中段提至120m中
段,然后通过主斜井提升至地面。目前盲斜井已有一台JT-0.8型绞
车,卷筒直径800mm,卷筒宽度600mm、最大静张力1500kN、减速比
30,配套电机30kW、380V、975r/min,,最大提升速度1.35m/s。
义.1.1主斜井提升设备校核
1.校核依据
矿井年产量:5万t/a
井口标图:+120m
井底标[Wj:+60m
井筒倾角:20°
井筒斜长:175m
废石量:0.75万t/a
矿车:采用0.7m,侧卸式矿车,矿车自重710kg,最大载重1800kg
矿车装满系数:0.85
矿石散重:2.Ot/m3
人车:XRC10-6/6型,单节头车,头车自重1650kg,乘员10人,
确定限乘8人,适用倾角6°〜30°,最大速度<4m/s。
最大班下井人员:30人
斜井提升矿井阻力系数:容器sin20,+0.01cos200=0.351
钢丝绳sin20'+0.25cos20°=0.577
车场形式:井上平车场,井下甩车场
提升方式:斜井单钩串车提升
工作制度:每年工作300天,每天三班生产,最大班混合提升时
间不超过6ho
2.一次提升矿车数
(1)矿车有效载重Q=0.85X2000X0.7=1190kg
(2)小时提升量A=
式中:C—不均衡系数1.25
A一年提升量
「一年工作日数
Tz一日工作小时数,每班提升矿石、废石按3h
⑶估算一次提升时间
771on
T=2(——+——+40)=264s
0.42.2
(4)一次需要提升矿车数
26.62x264
n=------------=1.64辆
1.19x3600
取2辆
⑸按矿车连接器校核一次需要提升矿车数
6000
n=--------------------9>2辆
(1190+710)x0.351
式中:6000—矿车钩头拉力kgf
确定暗斜井一次提2辆矿车。
3.提升系统
(1)提升长度L=8+175+4=187m
式中:8m—上井口至停车点距离
4m一井下甩车道摘挂钩增加距离
⑵钢丝绳偏角
提升系统采用游动天轮,提升钢丝绳偏角能够保证<1030,
4.钢丝绳选型
⑴终端荷重
矿石:Qz=2(1190+710)X0.351=1334kg
人员:Qr=(1650+75X8)X0.577=1298kg
(2)钢丝绳单重
1334
P==0.558kg/m
1.1x17000
-175x0.577
7.5
采用16NAT6X19S+FC1570ZS型钢丝绳
直径6=16mm、丝径6£=1.0mm、单重P=0.921kg/m、钢丝破断拉
力Qp=161.5kN。
(3)校核钢丝绳安全系数
161.5x1000
矿石:m=-------------------------------------=11.55>7.5
(1334+0.921x175x0.577)9.8
161.5x1000
人员:m=-------------------------------------11.85>9
(1298+0.921x175x0.577)9.8
钢丝绳满足要求。
5.提升设备校核
卷筒及天轮直径:Dg=60X16=960>800mm
Dg=900X1.0=900>800mm
最大静张力:Fmax=1344+0.921X175X0.577=1437kgf=14.IkN
最大静张力差:同最大静张力
目前JT-0.8型矿井绞车不能满足使用要求,重新选择JTK一
1200/1028型绞车,主要技术参数如下:
卷筒直径:Dg=1200mm
卷筒宽度:B=1000mni
卷筒个数:1个
天轮直径:Dt=1000mm采用游动天轮
天轮个数:1个
最大静张力:Fmax=25kN
减速器速比:i=28
配套电机:YR280s-6型,75kW>380V、975r/min
提升速度;2.2m/s
验算卷筒缠绳宽度(双层缠绕)
187+30+7x3.14x1.2
B=()(16+3)=606mm<1000mm
2x3.14x1.216
卷筒缠绳宽度满足要求。
6.电动机校核
1437x2.2x1.3
N==44.8<15kW
102x0.9
电动机满足要求。
X.2通风设备选型
本矿采用两翼对角抽出式通风系统,由主斜井进风,通过盲斜
井、盲竖井进入各生产中段,再经天井进入采矿工作面,污风由回
风天井经东风井、西风井排出地表。
X.2.1东风井通风设备选型
1.设计依据
风量Q=16nf7s负压H=171Pao
2、通风机必须的能力
风量:Q=16X1.15=18.4m3/s;
负压:H=171+150=321Pao
式中:1.15一漏风系数
150Pa—附加阻力损失
根据计算,选用K40-6-NH2型轴流通风机一台,电动机为内装式。
该型号通风机可露天安装,反风方式为反转反风,反风量达正风量60%
以上。考虑通风机运行可靠性,另备一台同型号电机。
3.通风机工况点
Q=18.4m7s.H=321Pa>n=80%、a=+2°、n=980r/mino
4.电动机功率
18.4x321x1.15
N==8.7攵W
102x0.8x0.98x9.8
采用两台Y160L-6型电动机,一台工作,一台备用,llkW、380V、
980r/mino
X.2.2西风井通风设备选型
1.设计依据
风量Q=24.5m7s负压H=394Pao
2、通风机必须的能力
风量:Q=24.5X1.15=28.2m3/s;
负压:H=394+200=594Pao
式中:1.15一漏风系数
200Pa—附加阻力损失
根据计算,选用K54-6-NQ16型轴流通风机一台,电动机为内装式。
该型号通风机可露天安装,反风方式为反转反风,反风量达正风量60%
以上。考虑通风机运行可靠性,另备一台同型号电机。
3.通风机工况点
Q=28.Zm'/s、H=594Pa>n=76%、a=-5、n=980r/mino
4.电动机功率
28.2x594x1.15
N==25.9ZW
102x0.76x0.98x9.8
采用两台Y225M-6型电动机,一台工作,一台备用,30kW、380V、
980r/mino
X.3排水设备选型
本矿井下设三座排水泵站,分别位于-260m中段,-40m中段,+120m
中段车场附近,排水总系统由以下子系统构成:
-260m泵站通过盲竖井将本中段涌水排至+120m水仓;
-40m泵站通过盲竖井将本中段涌水排至+120m水仓;
+120m泵站通过主斜井将全矿涌水排至地面蓄水池。
X.3.1-260m泵站排水设备选型
1.设计依据
井口标(Wj:+120m
井底标图:-260m
正常涌水量:ISOnf/d
最大涌水量:300m3/d
2.水泵必须能力
正常涌水量:Q=150/20=7.5m7h
最大涌水量:QuBOO/ZOnSm'/h
H=l.1(120+260+4)心422m
选用DG46-50X9型水泵三台,Q=46m3/h,H=450m,n=63%,
n=2950r/mino正常、最大涌水量时一台工作,一台备用,一台检修;
3.排水管路
1)排水管直径
3.14::::3600川期加
D.
盲竖井井筒内设置两趟排水管路,一趟工作,一趟备用,采用。
108X6无缝钢管。
4.电动机选型
由于排水扬程422m,工况点右移,对应流量50m3/h
水泵轴功率:
50x422x1050
=95.SkW
-3600x102x0.63
电动机功率:
1.1x95.8
N==107.5ZW
0.98
采用Y315s-2型电动机,llOkW.380kV,2950r/mino
5.水泵每天工作小时数
正常涌水量时:4=告2=3.6万
最大涌水量时:〃2="0=7.2/7
50
X.3.2-40m泵站排水设备选型
1.设计依据
井口标图:+120m
井底标IWJ:-40m
正常涌水量:75m:7d
最大涌水量:ISOm'/d
2.水泵必须能力
正常涌水量:Q=75/20=3.75m7h
最大涌水量:Q=150/20=7.5m3/h
H=l.1(120+40+4)-180m
选用150QJ10-200/28型潜水泵三台,QnOm'/h,H=200m,n=53%,
n=2950r/min,配套潜水电机llkW、380V、2820r/mino正常、最大涌
水量时一台工作,一台备用,一台检修;
3.排水管路
1)排水管直径
I4x10
D=0.044m
8V3.14x1.8x3600
盲竖井井筒内设置两趟排水管路,一趟工作,一趟备用,采用。
57X5无缝钢管。
4.电动机校核
由于排水扬程180m,工况点右移,对应流量11.5m7h
水泵轴功率:
11.5x180x1050
N
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