高溫礦井回采工作面煤壁傳熱傳質(zhì)特性研究.pdf

1、隨著煤炭開(kāi)采深度的不斷延伸，礦井工作面呈現(xiàn)的高溫?zé)岷?wèn)題不容忽視。本文研究采煤工作面煤壁傳熱傳質(zhì)特性及煤壁與風(fēng)流的換熱機(jī)理，對(duì)于礦井采煤面的熱害治理，有效調(diào)節(jié)采煤工作面的高溫環(huán)境,創(chuàng)造符合安全規(guī)程規(guī)定的井下工作環(huán)境具有重要意義。
　　本論文對(duì)回采工作面煤壁與風(fēng)流之間傳熱理論與傳質(zhì)理論進(jìn)行分析，建立了濕潤(rùn)壁面的數(shù)學(xué)換熱模型。通過(guò)對(duì)濕潤(rùn)壁面和風(fēng)流的換熱研究，用顯熱微分表達(dá)式和潛熱微分表達(dá)式表示的總換熱量方程與用不穩(wěn)定換熱系數(shù)和其他散熱

2、量表示的總換熱量方程聯(lián)立，求得不穩(wěn)定換熱系數(shù)的理論關(guān)系式。在理論分析的基礎(chǔ)上，對(duì)高溫礦井開(kāi)采工作面井巷氣象參數(shù)的實(shí)測(cè)，分析不同開(kāi)采時(shí)期礦井下的溫度、濕度和熱量的變化規(guī)律以及季節(jié)對(duì)礦井風(fēng)流的影響。根據(jù)實(shí)際礦井條件參數(shù)，相關(guān)傳熱傳質(zhì)理論和相似理論，建立了礦井回采工作面物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)，模擬回采工作面風(fēng)流的溫度和濕度分布規(guī)律，分析了礦井回采工作面濕潤(rùn)壁面與風(fēng)流的傳熱傳質(zhì)特點(diǎn)。煤壁與風(fēng)流的換熱是一個(gè)不穩(wěn)定的換熱過(guò)程，沿著風(fēng)流方向的熱量

3、交換過(guò)程為：初始階段換熱較強(qiáng)烈→逐漸減弱階段→最終喪失換熱能力。
　　通過(guò)簡(jiǎn)化計(jì)算得到顯熱交系數(shù)和潛熱交換系數(shù)的關(guān)系，據(jù)此關(guān)系計(jì)算得出礦井中煤壁與風(fēng)流的熱交換潛熱量約為顯熱量的四倍。對(duì)不穩(wěn)定換熱系數(shù)隨風(fēng)流相對(duì)濕度、風(fēng)速、風(fēng)流溫度、壁面溫度變化關(guān)系分析，得出煤壁與風(fēng)流的不穩(wěn)定換熱在很大程度上取決于風(fēng)流中潛熱量的變化。另外，運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)方法分析，得到不同因素對(duì)不穩(wěn)定換熱系數(shù)的影響程度為：風(fēng)速>壁面溫度>風(fēng)流相對(duì)濕度>風(fēng)流溫度。最后，根