全自动低温热管技术在矿井回风余热回收中的应用分析

为了充分回收矿井回风中的低温余热，对布尔台煤矿松定霍洛风井的井筒负荷和回风余热资源量进行了具体的计算分析；阐述了采用低温热管+自动化控制系统进行矿井回风预热回收的技术手段、建设方案和工艺流程。对自动化控制部分的功能、设备运行管理、热管控制系统进行了详细说明和介绍；对相匹配的矿井风道建设和热管回收矿井回风余热系统的运行进行了阐释。该系统的工程应用结果表明，采用低温热管余热回收技术+PLC智能自动化控制系统，可实现矿井回风余热的有效利用和可靠运行，每年可节约标准煤约1 500 t,减少碳排放约3 900 t,达到了节能减排和环保再利用的目标。     

基于不同换热器的矿井回风余热回收换热效果研究

换热器是矿井回风余热回收系统的核心装置,换热器的选择直接决定了矿井回风余热的利用效率。文章依托万福矿井回风余热回收系统换热器的选取工作,采用三维离散相气液两相流模型对喷淋式换热器内风流的传热特性和阻力特性进行模拟,并基于二维双精度标准k-ε湍流模型分析了热管式换热器内风流速度、压力及温度的变化特征,对比分析喷淋式和热管式回风换热器的换热效果、阻力大小。结果表明,喷淋式换热器对回风产生的阻力较小,而热管式换热器的换热效果更好。通过经济性分析可知应用热管式换热器的年均投入仅为喷淋式换热器的三分之二。     

热管换热器回收煤矿回风余热预热矿井进风研究

以矿井需风量8 000 m3/min为例,运用热管理论和传热理论建立矿井回风焓变放热方程和热平衡方程,并利用计算流体动力学分析软件Fluent对余热回收系统换热效果进行数值模拟。研究结果表明:当矿井进风量为8 000 m3/min,新鲜风流温度高于-29℃时,热管换热器可以利用回收的回风余热满足新鲜风流的预热要求;通过数值模拟分析可知,对于不同需风量的矿井,当新鲜风流的温度高于临界温度时,热管换热器回收的回风预热便可以独立完成对新鲜风流的预热。     

矿井回风余热回收用可变导热管的换热分析

针对目前矿井回风余热回收用重力热管的换热过程不可控问题,提出了可变导热管的设计应用方案。考虑热管内的不凝性气体,结合热管内部的相变传热过程,通过传热热阻分析,建立了单根可变导热管的一维换热分析模型,并进行了换热分析。结果表明:定贮气室温度的可变导热管换热效果主要由热源温度和管内的工作温度决定,可变导热管对矿井回风的调控温度区间随矿井回风和新风的温差增大而增加,调控阶段的管内工作温度基本不变。     

矿井回风热管余热回收利用研究

为满足寒冷地区矿井进风空气加热的要求,介绍了一种用于矿井回风余热利用的热管系统。该系统吸收矿井回风中携带的低温热能,通过热管将热量传递至进风侧空气,提升进风温度。此外,系统为克服矿井进风、回风风道新增设备产生的风阻,在风道中增加了平衡风机,系统配套检测系统可根据风道风阻压力变化控制平衡风机运行台数。使用该系统取代现有燃煤热风炉在满足矿井进风温度要求的同时,不仅可以节约煤费、电费、人工费等运行成本,还可满足环保排放要求。最后提出了某矿井回风热管余热回收利用系统在运行过程中存在的问题并给出了解决措施,为矿井回风余热的利用奠定了基础。     

矿用热管换热器析湿工况换热分析

当前矿井回风用热管换热器的设计换热效果与实际应用情况偏差较大。通过基于焓差的Threlkeld法分析了矿井回风析湿工况下的传热系数和翅片效率，进而建立了单根热管换热管的换热模型，并通过逐管法对热管热换热器进行换热分析。结果表明：在实际应用环境中该换热器的总传热系数变化不大，可看作定传热系数传热。换热器的矿井回风与换热器回风侧热管外壁翅片表面温度相差很大，应保证换热器回风侧热管外壁翅片表面温度大于0℃。     

分离式热管换热技术在井口防冻系统中的应用研究

为解决目前分体式热管规模较小，输送距离短，在煤矿余热回收中应用受限的问题，以赵庄煤矿苏南风井井口供暖项目为工程案例，介绍了分离式热管换热技术在井口防冻系统中的应用。首先在通过对井口供暖热负荷和矿井回风余热的供热能力进行匹配分析的基础上，对分离式热管换热系统蒸发器和冷凝器的换热面积、上升和下降管路循环高差、蒸发器和冷凝器的风阻等进行了设计计算|然后基于供暖季运行的数据，分析了典型工况下两器在换热前后的温度变化情况。工程实践表明：分离式热管换热技术应用于煤矿井口供暖系统是可行的。     

整体式热管换热技术在煤矿井口防冻系统中的应用

以阳煤二矿南风井井口防冻应用整体式热管换热技术为例,根据井口防冻热负荷和矿井回风余热的供热能力,对热管换热器基本参数和热管阻力进行了设计计算。经过统计一个采暖季的数据,分析了典型工况下矿井回风、新风在换热前后的温度变化情况。结果表明：应用热管换热技术可以满足井口防冻的热需求,当最低温度-15℃接近设计最低值时,进风温度2.2℃也能达到预期目标。     

热管换热器回收矿井回风余热的可行性分析

针对东北和西北高原地区冬季煤矿回风存在能源浪费问题,提出了利用热管技术在煤矿建立回风余热回收系统。并以东北地区矿井为例,对热管尺寸,翅片大小以及热管数目和排列方式的确定等因素展开分析,从技术和经济效益2方面,论证了在我国寒冷地区建立煤矿回风余热回收系统是可行的。     

热管式矿井通风热能自平衡系统设计与应用

为解决冬季煤矿进风口温度过低不能满足矿井通风安全的问题,利用热管的高效传热性能和等温特性,提出了采用低温相变热管技术通过矿井回风加热矿井进风的系统设计。根据热平衡理论对矿井回风中的有效利用热量进行理论分析,得出系统可处理的最低环境温度。结果表明:在矿井回风温度为15℃,相对湿度为90%的条件下,当环境温度高于-17.5℃就能将矿井进风加热至2℃以上。与矿井回风源热泵相比,其120天的运行费用可节约93万元,具有较好的经济效益。可为井筒防冻及矿井回风余热利用系统设计提供参考。     

供热机组吸收式热泵余热回收技术应用研究

对吸收式热泵供热系统改造的技术可行性、安全性、经济效益进行了详细分析。     

轴向功率超声珩磨热热量分配问题的研究

功率超声珩磨技术是磨削加工中的一种应用,常用于发动机缸套的精密与光整加工。珩磨加工过程中,磨粒与工件的相互作用产生大量热量,并有很大一部分热量传递到工件中,从而可能对工件造成热损伤。为衡量轴向功率超声珩磨过程中珩磨热传递到工件、砂轮、磨屑和冷却液中热量的多少,建立了轴向功率超声珩磨磨削区热量分配比例模型、磨粒—工件模型和冷却液对流换热模型。提出了超声珩磨时磨削区冷却液在超声振动作用下发生的空化效应会改变磨削区冷却液的流动状态的观点。得出超声珩磨可提高冷却液的换热效率,减小传递到工件表面的磨削热量,因而可减少工件的磨削热损伤。并通过数值仿真得出超声珩磨时冷却液对流换热系数是普通珩磨条件下的7倍左右。     

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。     

热害矿井蛭石砂浆隔热试验研究

未来热害矿井隔热降温研究方向之一,即使用新型廉价无机、非阻燃隔热材料。以蛭石砂浆隔热材料为例,研究了最优配比下的材料组成形态及性能,并且结合热害矿井轨道石门现场工程应用得出:在表面喷射蛭石砂浆可以有效降低风流的增温幅度,且在蛭石砂浆喷层为6 cm时,风流增温幅度最小,效果最好。     

矿井通风余热热管回收技术研究

以热管技术理论为基础,提出了建造矿井通风余热热管回收系统的构想,在从经济性与技术性两个方面对这一构想的可行性作出论证后,对整个系统进行了详细的设计与说明,其对于我国矿井向集约型方向的转变以及社会的可持续发展具有深远的意义。     

深井高温矿床井下热源与热量分析

分析高温矿井的热源和产热量计算方法,以冬瓜山为例,对其井下的热源（围岩散热、机电设备放热、矿岩氧化热、热水放热、人体散热等）及其热量分析计算,说明分析方法的可行性。     

热泵与动力热管复合的深井热害控制试验研究

随着矿井开采深度的日趋增加,井下高温热害越来越严重,现阶段应用于矿井中的降温措施主要有非机械式制冷技术和机械式制冷技术,部分方法简单易操作但是降温效果不佳,部分方法降温效果良好但是受地势影响较大且安装成本高。提出并研究了高效制冷和远距离传热的热泵与动力热管复合系统。通过搭建试验平台,模拟井下工作环境,在不同热管长度条件下进行试验和测量,研究了不同长度对系统换热性能的影响。结合实际情况,分析了热泵与动力型分离式热管复合系统用于井下降温时在设计上和性能上的优势,明确了该系统在矿井中应用的可行性。研究表明:系统换热量随着蒸发段温度的升高或冷凝段温度的降低而增加;系统驱动温差越大,换热效率越高,同时所提出的试验系统可以在驱动温差为0或者蒸发段温度低于冷凝段温度时正常使用;工质循环动力泵流量增大,系统换热量先增大后保持不变,系统管路越长到达稳定值需要的动力泵流量越大,管路沿程损失对系统性能有一定的影响。     

计算热交换的新方法

在摩擦表面温升计算模型中,引入辐射散热系数-对流换热系数折算因子,根据Ne-wton冷却定律和Stefan-Boltzmann定律提出了一种计算热交换的新方法。应用该方法,基于AN-SYS对刹车盘进行了数值仿真。仿真数据与试验结果的相对误差为8.35%,证明热辐射系数-对流换热系数折算方法的正确性。     

浅析超声涡街热量表的研究

针对国内外对供热现状的研究以及国家关于集中供热方面政策的最新要求,对超声涡街热量表进行了研究,文章采用超声检测涡街信号的测量方法,以微功耗单片机PIC18F8490为核心芯片,通过采用窄带跟踪滤波原理为主的测量手段实现对流量的测量;采用Pt1000高精度铂电阻对温度进行测量。