煤矿可移动式救生舱内部热环境设计参数

对可移动式救生舱内人员的人体热平衡与水平衡进行了分析,计算了不同温度和湿度时舱内人员的散湿量、排汗率和皮肤湿度。分析与计算的结果表明,舱内温度和湿度设计值与舱内人员每天的饮用水供应量有关,应根据舱内人员的热舒适感和饮用水供应量确定舱内的温度和湿度设计值。在相同的温度下,采用较高的舱内空气湿度设计值可以减少空调除湿负荷,减少救生舱空调系统所需的蓄冷量。     

基于非线性模型的矿用救生舱温度控制

针对矿用救生舱舱内温度保持恒定的控制问题，采用非线性系统辨识的方法对舱内温度变化规律进行辨识，得到了救生舱舱内温度变化过程的二阶非线性Volterra级数模型；确立了控制性能指标；在此基础上，应用非线性模型预测控制策略，以及优化迭代算法对舱内温度进行实时控制。经模型试验和现场试验证明，该控制策略可以对救生舱舱内温度进行有效的控制，且具有一定的鲁棒性和较快的响应速度。     

救生舱热防护性能研究

研究了救生舱的结构特征和热量传递的基本方式,针对救生舱隔热性能进行了实验研究。根据军用方舱总传热系数的测试标准,采用实验方法测定救生舱的总体传热系数。在救生舱内进行了真人实验,并根据测定的总体传热系数计算救生舱内产热的热负荷。定量研究了救生舱工作过程中,外界传热和舱内产热的规律,提出了救生舱热防护性能的研究方法。对于研究和开发救生舱制冷系统,调节舱内温度环境具有指导意义。     

一种煤矿硬体救生舱的结构改进设计

分析了一种救生舱结构,提出生存舱内温湿度分布呈现不均匀性、制冷装置系统管路发生泄漏时对生存舱的危害以及生存舱的舱体存在薄弱点等几个问题。通过对救生舱结构改进,提高了救生舱装备技术水平。     

8人型矿用救生舱储冰降温系统设计及试验研究

在分析并计算救生舱主要热量来源的基础上,对8人型矿用救生舱储冰降温系统进行了设计,包括储冰柜容积及外形、换热管道直径等的计算以及风机的选型;通过试验及计算得出救生舱舱体实际导热功率,最后进行真人降温试验验证。理论计算及试验表明,采用管道强制对流换热的储冰降温系统,能够满足救生舱舱内空气温度调节的使用要求。     

救生舱内部舒适性数值模拟

应用计算流体力学软件FLUENT对KJYF-96/12型矿用可移动式救生舱内部空间进行了三维稳态数值模拟,获得了不同送风风速与送风温度组合工况下舱内气流速度与温度分布情况,通过计算不均匀系数与PMV-PPD指标对舱内舒适性进行了评价.结果表明:两种送风工况均能满足要求,送风风速大与温度高的送风工况能提高舱内舒适性,舱内温度分布性能对舒适性的影响程度较大.     

救生舱内气压变化规律试验研究

通过理论计算与真人试验相结合的方式,对救生舱内气压变化规律进行了研究。分析了救生舱在完全密闭条件下舱内气压的3个影响因素：氧气、二氧化碳以及温度,并从变化过程与前后状态两个方面,分别提出了气压-时间、气压-状态两种计算救生舱内气压的方法。通过10人9 h真人试验得出了救生舱内气压、氧气、二氧化碳以及温度随时间的变化曲线,最后将试验数据与理论计算值进行了对比,验证了两种气压公式的正确性。最终利用所得公式预测出救生舱内气压出现的最大值为8 718 Pa,为防水型救生舱的设计提供了边界条件。     

救生舱传热系数测定实验研究

研究了瓦斯爆炸后巷道环境温度的变化特征,热量传递的基本方式,以及矿用可移动式救生舱结构特征,针对矿用可移动式救生舱隔热性能进行了实验研究。建立了高温实验房,采用实验的方法测定救生舱的传热系数。进行了真人实验,计算出舱内产热量。根据救生舱空载和真人实验的实测数据,定量研究和改进了救生舱内部制冷系统性能。     

热桥对矿难救生舱壳体传热性能的影响

为了提高救生舱壳体的隔热能力并尽可能降低救生舱降温系统的能耗,运用数值分析的方法,分别选择了直接、间接2种内外层壳体连接方式进行计算,并与内外层无连接时的传热情况进行比较,对系统在恒温载荷作用下的传热规律进行研讨,分析了热桥对救生舱壳体传热性能的影响。结果表明:直接、间接2种连接方式热桥较无热桥时导致平均热流分别增加629%和27%,且前者较后者影响的范围更大,通过热桥进入舱内的热量也较大。     

救生舱内气流组织改进及温度均匀性的数值模拟

为获得更加合理的舱内气流组织方式,营造更好的舱内生存环境,以某公司生产的救生舱样舱为研究对象,采用CFD数值计算技术,对舱内热湿环境进行了数值模拟,发现样舱在气流组织上存在不足.为克服这些不足,提出5种气流组织改进方案,对各种方案进行模拟分析,并以温度不均匀系数作为评价指标,对各方案的舱内温度分布均匀性进行比较,通过比较得出方案三为最佳的气流组织方案.研究发现,送风口位置与送风方向对舱内热湿环境营造有较大的影响,适当提高送风温度,有利于提高舱内温度均匀性和减少冷量消耗.     

避难硐室传热特性实验研究

紧急避险系统中避难硐室的热负荷计算较为复杂,硐室内初始温度不同对平均热负荷变化比较大。针对避难硐室非稳态传热问题,文章对传热特性进行了全尺寸模拟试验与有限元分析,得出了20人避难硐室的温升规律,拟合得到硐室壁面一维非稳态传热温度场计算公式,并用实测数据进行了验证。为避难硐室热负荷的计算提供理论依据,为不同初始温度下避难硐室配置降温系统提供计算参考。     

矿井避难硐室的热负荷计算与分析

通过对影响避难硐室热负荷各种因素的分析,基于半无限大物体传热模型,建立了避难硐室的传热计算微分方程。分别采用解析法、一维传热数值解法和三维数值解法对硐室岩体的传热进行了计算与对比,与此同时,研究了岩体初始温度、岩体热物性和舱体控制温度等参数对硐室热负荷的影响。结果表明：一维传热数值解法可用于硐室岩体计算;岩体的初始温度和岩体的热扩散系数对硐室热负荷的影响显著,在硐室设计前必须对岩体温度和热扩散系数进行详细测量。该研究工作可对于避难硐室的结构设计和制冷量的确定提供参考。     

不锈钢换热器在矿井救生舱中的应用

矿井救生舱是与外界完全隔绝的密闭空间，人员在内部生存会产生热、湿，导致舱内温度、湿度升高，危及人员生命安全，因此，制冷系统是矿井救生舱内生命保障系统的关键组成之一。设计了一套适合于开式二氧化碳制冷系统的翅片式不锈钢换热器，试验研究表明，电加热器加热功率1 500 W，模拟人员舱内温度和湿度分布维持在30.3 ℃和77.5%。考虑换热器的换热性能、安全性能及材料成本等因素，与同换热面积的紫铜换热器相比，不锈钢换热器综合性能最佳。     

矿井乏风余热回收和除尘实验研究

煤矿在开采的过程中会产生数量巨大的低温热源,如果能合理利用,将产生丰厚的经济效益和环境效益。设计了矿井乏风余热回收净化系统,采用多级喷淋对矿井乏风进行显热回收并除尘。实验研究各级喷淋换热效率及除尘效率,并分析其影响因素。实验结果表明:当整体水气质量流量比为0.649 8、单级水气质量流量比为0.324,且环境温度为17℃时,乏风两级喷淋后水温可以升高约3.4℃,喷淋室风侧换热总效率为82.72%;乏风温度越高,各级换热效率越高;乏风湿度越大,各级换热效率和换热总效率增加,但湿度超过70%后效率变化不明显;乏风速度增大,各级换热效率降低;喷淋室入口水温升高,各级换热效率降低;随着风速的升高,除尘效率降低。当风速1 m/s时,喷淋室的平均除尘效率约为55%。     

大红山铁矿深地矿井局部制冷降温设备选择

大红山铁矿属于深井矿山，采用竖井-斜井-斜坡道联合开拓方式，井下回采矿石经溜破系统破碎后由胶带斜井运至地表。其中采6#驱动站受到电机散热、配电室降温空调外挂机等设备散热、当地气温及原岩温度的影响，局部温度过高。因此，为了局部热源选用合适的局部制冷降温设备，分析矿井制冷降温系统的基本组成构架；结合局部通风方案，计算新风热负荷和设备散热确定系统制冷量，并在此基础上进行了制冷系统主要设备选型。该设备在大红山铁矿井下采6#胶带驱动站实施后，硐室内干球温度下降6.2 ℃，与硐室串联的5#胶带干球温度降低5.5 ℃，工人体感温度明显降低，现场作业环境有效改善，该套系统对于深井矿山在开拓期间通风困难，具有一定的推广意义。     

煤矿井下紧急避险系统降温方式

避难硐室内的温度与避灾人员的身体健康和生命安全息息相关,必须采取切实有效的方法调节避难硐室的温度。分类分析了避难硐室内的各种热源,并给出了计算方法,对国内外各种降温设施进行了详细介绍,为我国避难硐室降温系统的建设提供参考依据。     

河南省桐柏县银洞坡金矿通风系统优化

银洞坡金矿由于受到采空区漏风影响，通风系统可靠性较差，导致东风井地表主扇无法发挥系统总回风的作用，作业采区风流反向，生产中段空压机硐室散热造成局部区域高温，井下热风及采区污风无法沿设定路线排出地表。通过采用多机站风压平衡、机站优化设计、风机优选等综合技术对该矿通风系统进行优化改造，解决了采空区大量漏风、小高尖竖井出风、井下空压机硐室热源污染生产中段等问题，形成了安全稳定运行的矿井通风系统。     

粉煤灰基多孔玻璃微珠研制

以粉煤灰为原料,采用立式成珠炉反应装置、热分相和酸浸析方法制备了多孔玻璃微珠,探讨了其吸附特性和成珠条件。研究结果表明:在1273K温度下的立式成珠炉内,在833K热分相温度、3mol/LHCI酸浸析条件下,粉煤灰和添加剂粉末可制得孔径分布在12nm左右、孔隙率较高的白色多孔玻璃微珠。     

高效蒸发器的循环动力学理论

以动力温度概念和不平衡汽化过程机理为基础的自然循环推动力理论研究 ,不仅得到具有很大意义的计算模型 ,并且给出了自然循环推动力有效强化的思路。设计较大截面、足够深度、出口部呈渐扩形的沸腾室来提高汽化的平衡度、降低出口动能损失 ,必须采用安装有像螺旋齿带那样能够低流速下自转、高效强化传热、较低流体阻力的自动清洗元件的短管加热室 ,以便增大动力温度 ,又使自然循环总阻力较低。