本工程師論文介紹的軟件是在win7 操作環(huán)境下，基于VS2010軟件開發(fā)工具和SQL2008數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)工具,采用人機(jī)交互界面，使用c#語(yǔ)言開發(fā)的，具有水泵初選、水泵精選、管路選擇、新舊管路特性曲線、新舊管路水泵工況點(diǎn)、泵房參考尺寸等模塊，實(shí)現(xiàn)了煤礦排水設(shè)備的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，具有選型方案全面，選型速度快等優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)程序是嚴(yán)格按照礦井排水設(shè)備選型計(jì)算公式以及《煤礦安全規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定編寫的，因此，系統(tǒng)具有很強(qiáng)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。

　　《測(cè)井技術(shù)》宗旨：總結(jié)、交流我國(guó)測(cè)井行業(yè)的科研成果和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，介紹國(guó)外先進(jìn)測(cè)井技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)測(cè)井技術(shù)的發(fā)展，滿足石油工業(yè)勘探開發(fā)需要�！稖y(cè)井技術(shù)》內(nèi)容涵蓋測(cè)井技術(shù)的理論研究、實(shí)驗(yàn)分析、儀器設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)采集、測(cè)井資料分析處理、石油地質(zhì)解釋、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)、軟件開發(fā)、射孔技術(shù)以及科技信息動(dòng)態(tài)等，覆蓋了與測(cè)井相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。獲獎(jiǎng)情況：1992年全國(guó)優(yōu)科技期刊二等獎(jiǎng);1997年集團(tuán)公司優(yōu)秀科技期刊獎(jiǎng);2000年陜西省優(yōu)秀科技期刊一等獎(jiǎng);中國(guó)期刊方陣“雙效”期刊。

　　摘要：煤礦井下排水設(shè)備是煤礦開采過程中的高能耗設(shè)備。合理選型對(duì)于提高排水設(shè)備的運(yùn)行效率至關(guān)重要。而人工的水泵選型方法存在著工作量大、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)及查閱不方便等弊端，因此，急需開發(fā)出實(shí)用、快捷的水泵選型系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)是基于windows 7 操作環(huán)境，結(jié)合Microsoft Visual Studio 2010軟件開發(fā)工具和SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)工具，采用簡(jiǎn)單人機(jī)交互界面，使用c#語(yǔ)言開發(fā)的一套水泵選型軟件。

　　關(guān)鍵詞：水泵;選型;軟件開發(fā);數(shù)據(jù)庫(kù)

　　在煤炭開采過程中，地表水、地下水會(huì)不斷涌入到井下開采工作面。為保證煤礦安全生產(chǎn)，必須及時(shí)將水排出。礦井排水設(shè)備的任務(wù)就是把所有流入井下巷道中的礦井水排到地面，以保證礦井的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。礦井排水設(shè)備電動(dòng)機(jī)功率小則幾千瓦，大則幾百甚至上千千瓦，耗電量極大。我國(guó)資源有限，對(duì)于如此高能耗設(shè)備要合理設(shè)計(jì)來提高礦井排水設(shè)備的工作效率，保證設(shè)備的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。水泵的合理選型、泵房的合理確定，對(duì)于提高排水設(shè)備的效率起著決定性的作用，關(guān)系到泵站的建設(shè)以及運(yùn)行費(fèi)用。

　　對(duì)于手工水泵選型，不僅工作量大、選型周期長(zhǎng)，而且選型方案不全面，甚至選型方案不合理，因而急需開發(fā)出礦井排水設(shè)備的計(jì)算機(jī)輔助程序，大大節(jié)省人力、物力，縮短開發(fā)周期，提供較全面的選型方案。

　　2. 系統(tǒng)簡(jiǎn)要介紹

　　1)本系統(tǒng)是以Microsoft Visual Studio 2010軟件開發(fā)工具和SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)工具來完成系統(tǒng)的開發(fā)的。這兩個(gè)工具是現(xiàn)在已經(jīng)存在的且技術(shù)成熟的開發(fā)工具。同時(shí)，VS2010開發(fā)工具還帶有強(qiáng)大的幫助工具(MSDN)，這使得VS2010開發(fā)工具的使用更加方便靈活，使復(fù)雜的編碼問題簡(jiǎn)單化。

　　2)本系統(tǒng)是以調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)方式獲取數(shù)據(jù)，單機(jī)形式進(jìn)行設(shè)備選型的。它的主要功能是用戶輸入相關(guān)的選型參數(shù)，如正常涌水量、最大涌水量、排水高度、是否耐酸等，系統(tǒng)可以自動(dòng)計(jì)算選出合適的排水設(shè)備(水泵、管件等)，并根據(jù)初選設(shè)備進(jìn)行揚(yáng)程損失以及管路曲線方程的計(jì)算，并給出在正常涌水量以及最大涌水量時(shí)水泵的工作時(shí)間，新舊管路水泵的工況點(diǎn)，可以提供水泵房的參考尺寸，最后給出所選方案的基本信息，大大節(jié)約了設(shè)計(jì)時(shí)間，而且本系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

　　3)本系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)為單機(jī)版的軟件，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想較簡(jiǎn)單。主要是采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，以模塊化的形式采用自頂向下、逐層分解、逐步求精的指導(dǎo)思想設(shè)計(jì)窗體。然后在窗體下按照煤礦安全規(guī)程的要求以及礦井排水設(shè)備選擇要求的計(jì)算公式來書寫相應(yīng)的代碼以實(shí)現(xiàn)用戶要求的功能。

　　3. 系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)

　　1)實(shí)現(xiàn)水泵選型的主要流程：登錄-----窗口簡(jiǎn)介，進(jìn)入系統(tǒng)-----輸入水泵基本信息-----根據(jù)涌水量、排水高度等初步選擇水泵型號(hào)-----顯示初選結(jié)果、水泵精選-----根據(jù)水泵的額定流量、工況，確定水泵所需臺(tái)數(shù)-----輸入經(jīng)濟(jì)流速，附加壁厚，礦水密度，進(jìn)行管路選擇-----敷設(shè)兩條管路，一條工作，一條備用-----顯示管路選擇結(jié)果，進(jìn)行揚(yáng)程損失計(jì)算-----輸入所需數(shù)據(jù)，計(jì)算吸水管揚(yáng)程損失、排水管揚(yáng)程損失、水泵級(jí)數(shù)，得出管路特性曲線-----曲線擬合求水泵特性曲線，而后求與管路特性曲線的交點(diǎn)，即工況點(diǎn)-----根據(jù)工況點(diǎn)及涌水量計(jì)算排水時(shí)間-----電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算-----泵房參考尺寸-----選型結(jié)果-----程序結(jié)束。

　　2)本系統(tǒng)采用模塊設(shè)計(jì)方法，通過以上對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的分析可知系統(tǒng)的整體框架如圖1-1所示。

　　圖1-1 系統(tǒng)整體框架

　　本系統(tǒng)主要包括的功能模塊有：

　　(1)登錄功能模塊

　　主要實(shí)現(xiàn)用戶登錄進(jìn)入選型系統(tǒng)。

　　(2)主窗體功能模塊

　　主窗體中對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的介紹，簡(jiǎn)述了本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的主要功能。

　　(3)水泵初選功能模塊

　　該模塊中包含用戶進(jìn)行水泵選型時(shí)需要輸入的一些基本信息，泵產(chǎn)品范圍、廠家名稱、正常以及最大涌水量、礦水PH值、工作水泵臺(tái)數(shù)、排水高度、揚(yáng)程損失系數(shù)等，并對(duì)信息輸入格式有相應(yīng)提示。同時(shí)，該窗體可以跳轉(zhuǎn)到主窗口以及水泵精選窗口。

　　(4) 水泵精選模塊

　　本模塊主要用來顯示水泵初選的結(jié)果，系統(tǒng)自動(dòng)給出幾個(gè)初選方案供用戶進(jìn)行選擇，而水泵精選的過程則在由水泵精選窗體到水泵精選結(jié)果窗體變化的過程中進(jìn)行，在水泵精選結(jié)果窗口中給出工作水泵的臺(tái)數(shù)，備用水泵的臺(tái)數(shù)，檢修水泵的臺(tái)數(shù)，以及最大涌水量時(shí)水泵的工作臺(tái)數(shù)。水泵精選結(jié)果窗口應(yīng)包含可以跳轉(zhuǎn)到管路選擇窗口以及主窗口的按鈕。

　　(5) 管路選擇模塊

　　該模塊功能類似于水泵初選模塊，也是需要用戶輸入一些選擇管路需要用到的基本信息，排水管水流速度、礦井水密度、管材選擇、管子 附加壁厚等，然后點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕來進(jìn)行管路的選擇，給出計(jì)算的以及選取的排水管、吸水管直徑，壁厚，估算吸水管、排水管水流速度。該窗體可以跳轉(zhuǎn)到主窗口及揚(yáng)程損失計(jì)算窗口。

　　(6)揚(yáng)程損失計(jì)算模塊

　　本模塊需要用戶輸入一些在泵房設(shè)計(jì)時(shí)涉及到的各種管件的基本參數(shù)，如在泵房設(shè)計(jì)時(shí)用到的逆止閥、閘閥、三通等的個(gè)數(shù)。系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的這些信息通過公式進(jìn)行計(jì)算，得出吸水管阻力損失和排水管阻力損失的值。然后系統(tǒng)根據(jù)這兩個(gè)值計(jì)算出管道特性方程的揚(yáng)程損失系數(shù)，進(jìn)而得出掛垢前后的管道特性方程。該窗體可以跳轉(zhuǎn)到主窗口及工況點(diǎn)計(jì)算窗口。

　　(7)工況點(diǎn)模塊

　　該模塊直接給出水泵工況點(diǎn)、水泵工作時(shí)的效率、水泵工作時(shí)的氣蝕余量。如果水泵并聯(lián)，給出并聯(lián)工況點(diǎn)，然后給出單臺(tái)工作水泵工況點(diǎn);如果工作水泵為一臺(tái)，則并聯(lián)與單臺(tái)工作水泵的工況點(diǎn)相同。該模塊根據(jù)水泵的工況點(diǎn)計(jì)算出正常涌水量以及最大涌水量時(shí)水泵一天的工作時(shí)間。該窗體可以跳轉(zhuǎn)到主窗口及電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算窗口。

　　(8)電動(dòng)機(jī)容量模塊

　　該窗口需要輸入年產(chǎn)量，系統(tǒng)給出年耗電量、水泵軸功率、噸煤電耗、電動(dòng)機(jī)容量范圍以及配用電動(dòng)機(jī)功率。

　　(9)泵房參考尺寸模塊

　　該模塊根據(jù)水泵型號(hào)、水泵臺(tái)數(shù)等，按照中央水泵房基本參數(shù)要求直接給出泵房的一些參考尺寸，水泵安裝尺寸，以及閘閥、逆止閥、三通的基本尺寸。

　　(10)總結(jié)模塊

　　該模塊是對(duì)前面模塊的一個(gè)總結(jié)，給出所選泵的基本信息，水泵工況點(diǎn)，水泵工作時(shí)間，水泵的安裝尺寸等。

　　4. 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

　　實(shí)體關(guān)系模型也即E-R模型(Entity Relationship Diagram)，它提供了表示實(shí)體、屬性和聯(lián)系的方法，用來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型。構(gòu)成E-R圖的基本要素是實(shí)體、屬性和聯(lián)系，分別用：矩形、橢圓和菱形表示。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該遵循準(zhǔn)確性、完整性、一致性的原則。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)采用自底向上法，先定義個(gè)局部概念結(jié)構(gòu)，再逐步整合畫出E-R圖。

　　根據(jù)需求分析得出，該系統(tǒng)主要包括用戶、水泵、管子、管件、管子沿程阻力系數(shù)、水泵進(jìn)出口法蘭等實(shí)體。

　　水泵(編號(hào)、廠商名稱、型號(hào)、泵產(chǎn)品所屬類型、揚(yáng)程、揚(yáng)程范圍1、揚(yáng)程范圍2、單級(jí)揚(yáng)程、額定流量、流量范圍1、流量范圍2、耐酸泵與否、級(jí)數(shù)、轉(zhuǎn)速、軸功率、軸功率1、軸功率2、效率、效率范圍1、效率范圍2、必須汽蝕量1、必須汽蝕量2、配電機(jī)功率、電機(jī)型號(hào))

　　管子(管子廠商名稱、管子產(chǎn)品所屬類型、標(biāo)準(zhǔn)管徑、壁厚、理論重量)

　　管件(異形管件零件名稱、管子內(nèi)徑、局部阻力損失系數(shù))

　　管子沿程阻力系數(shù)(管子直徑(內(nèi)徑)、管子沿程阻力系數(shù)值)

　　閘閥(序號(hào)、型號(hào)、公稱通徑、壓力、溫度、適用介質(zhì)、閥體材料、L、H、D、D1、ZD、電裝型號(hào)、公稱轉(zhuǎn)矩、重量)

　　水泵進(jìn)出口法蘭(序號(hào)、泵型號(hào)、D1、D2、D3、D4、D5、n3、d33、D5、D6、D7、D8、D9、n4、d44)

　　水泵安裝尺寸(序號(hào)、泵型號(hào)、泵級(jí)數(shù)、L、L1、L2、L4、L6、L7、L8、H、H1、B1、B2、重量)

　　異徑三通，逆止閥等不再列出。