水力通風(fēng)換熱機性能參數(shù)關(guān)系及換熱效果研究.pdf

1、深井高溫?zé)岷κ堑V業(yè)生產(chǎn)中的一大難題,傳統(tǒng)通風(fēng)降溫已不能徹底解決這一問題,這也隨著礦井采掘深度的加大而更加突出。
　　 為降低井下作業(yè)區(qū)域溫度,使工作環(huán)境達到職業(yè)衛(wèi)生防護條件,以確保礦山安全生產(chǎn)及工人身體健康,論文在深入研究目前國內(nèi)外深井熱害治理的現(xiàn)狀與水平的基礎(chǔ)上,根據(jù)利用外界冷源來降低空氣溫度的有效方法,提出利用深井開采中供水系統(tǒng)水流的位能作為深井作業(yè)區(qū)域通風(fēng)的動力,利用產(chǎn)生的風(fēng)流及氣液對流換熱來調(diào)節(jié)深井空氣溫度。在此理論基礎(chǔ)

2、上,研制出了一種控制調(diào)節(jié)深井溫度的新型裝置——水力通風(fēng)換熱機。
　　 本論文主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 (1)介紹了水力通風(fēng)換熱機的基本原理和主要功能。水力通風(fēng)換熱機主要由扇風(fēng)機、水輪機和換熱結(jié)構(gòu)三部分組成。水輪機的作用是產(chǎn)生通風(fēng)動力,扇風(fēng)機用來形成風(fēng)流,熱空氣和冷水在換熱結(jié)構(gòu)中進行氣液對流換熱達到降溫效果。換熱、通風(fēng)也即是水力通風(fēng)換熱機的主要功能。本研究為深井通風(fēng)降溫提供了一種新的研究思路和方向。
　　 (

3、2)根據(jù)國內(nèi)外人工降溫技術(shù),論文分析了深井熱源和待換熱量,確定了深井降溫工作面熱荷載計算的基本方法,即：將井下各種熱源分別計算再進行匯總。這一方法雖然不能準(zhǔn)確而實時的計算井下總熱量,但結(jié)合了水力通風(fēng)換熱機自身的特性,可作為水力通風(fēng)換熱機在不同條件下的深井降溫設(shè)計的參考依據(jù),它是論文對換熱機進行深入研究的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,論文確定了工作面需冷量,并對融冰實驗進行了初步研究。
　　 (3)研究裝置運轉(zhuǎn)形成通風(fēng)過程中動力轉(zhuǎn)換的控制因素

4、,確定了各控制因素對裝置總體性能的影響機制以及換熱機主要性能參數(shù)的數(shù)學(xué)表達式。對水力通風(fēng)換熱機進行初步實驗,轉(zhuǎn)速、風(fēng)量、風(fēng)壓等主要性能參數(shù)的測試結(jié)果滿足設(shè)計要求,其實驗數(shù)據(jù)與理論數(shù)值進行比較得出,兩者基本吻合,由此證明了性能參數(shù)關(guān)系式的正確性,可以作為論文進一步研究的理論基礎(chǔ)。對動力轉(zhuǎn)換效率的研究表明論文實驗方案及裝置有待進一步優(yōu)化。根據(jù)實驗結(jié)果論文研究中涉及的水能利用率比較高,適合較深的高溫礦井通風(fēng)降溫。
　　 (4)建造了高

5、溫環(huán)境實驗空間,研究氣液對流換熱規(guī)律,建立了氣液熱交換數(shù)學(xué)模型。在不同的熱環(huán)境條件下研究裝置內(nèi)熱空氣與冷卻水對流換熱的換熱效果。實驗表明,經(jīng)過換熱作用,26℃左右的熱空氣可以降低到15℃以下,降溫幅度達到10℃以上,這一降溫結(jié)果完全滿足深井通風(fēng)的要求。實驗及數(shù)值計算表明,本研究成果可行且有效,可以推廣應(yīng)用于深井通風(fēng)降溫的實際工作中。
　　 (5)通過實驗和數(shù)值模擬計算,論文得出影響換熱效果的主要設(shè)計參數(shù),這一結(jié)果可以為換熱機的進