基于功能仿生的新型抑塵礦用空冷器設(shè)計及性能分析.pdf

1、隨著礦井開采深度的增加，熱害也越來越嚴(yán)重，采煤面空冷器作為末端降溫設(shè)備在節(jié)能中具有重要的地位。由于高溫高濕高粉塵的惡劣環(huán)境，空冷器表面沉積了大量的粉塵，這不但引起換熱效率的下降，而且造成了系統(tǒng)能耗的增加。因此對空冷器翅片積塵及抑塵的研究具有實(shí)際的應(yīng)用價值和意義。
　　本課題在查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，探究了粗糙固體表面的靜態(tài)潤濕性及動態(tài)潤濕性與固體表面自清潔的關(guān)系。設(shè)計空冷器積塵測試實(shí)驗(yàn)，搭建模擬試驗(yàn)臺，研究普通空冷器積塵特點(diǎn)，確定

2、影響積塵各相關(guān)因素，利用正交回歸實(shí)驗(yàn)，建立空冷器單位面積積塵量與風(fēng)流速度、粉塵濃度以及翅片間距之間的數(shù)學(xué)模型關(guān)系,對其進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，探究普通空冷器表面積塵特性。
　　根據(jù)空冷器粉塵沉積及各相關(guān)影響因素的特點(diǎn)，基于“荷葉效應(yīng)”對翅片表面尺度幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，通過對翅片間距進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，確定新型仿生抑塵空冷器結(jié)構(gòu)。通過數(shù)值分析的方法對空冷器翅片間流場及制冷情況進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，研究新型仿生空冷器降溫效果。
　　研究鋁基仿生金屬表

3、面的加工制備方法，采用酸刻蝕-沸水浴方法得到仿生微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)表面，經(jīng)過低表面能材料修飾后，得到超疏水仿生金屬表面，并對鋁基超疏水仿生表面的潤濕性、表面積塵、表面自清潔進(jìn)行測試，結(jié)果表明：鋁基仿生金屬表面是微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)表面，經(jīng)過低表面能材料PDES修飾，可以實(shí)現(xiàn)表面的高接觸角、低滾動角超疏性能，具有一定的抑塵功能，表面在水滴沖刷下可以實(shí)現(xiàn)表面的自清潔，保持金屬表面的清潔度，實(shí)現(xiàn)了鋁基金屬翅片表面的抑塵及自清潔。
　　本課題的研究