水分蒸发引起巷道局部壁温低于风温的理论分析

现场实测发现高温矿井井下巷道壁面温度低于风流干球温度现象.通过对巷道围岩与风流间热湿交换分析,建立了巷道围岩内部温度场数学模型;将潜热交换量表示成巷道壁面温度、风流温度及对流换热系数的函数,得出了求解巷道壁面温度的计算式;对此巷道壁面温度计算式进行数学变换、整理,得出二次曲线.经理论和图解法分析得出了湿润巷道壁面温度低于风流干球温度的临界条件,从理论上解释了"高温矿井湿润巷道壁面局部温度低于风流干球温度"这一现象.     

矿井巷道淋湿蒸发换热系数构建及风流温度计算

针对全矿井网域系统巷道围岩与风流热-湿交换计算复杂的问题,提出构建淋湿巷道风流换热系数模型,根据现场实测风流相对湿度,掌握矿井(进风侧)风流湿度变化规律,反向推演确定井巷水蒸发影响下风流与巷道围岩热交换的模型,修正围岩与风流的换热系数;用风量加权距离描述实际矿井网域风流相对湿度变化规律。结合九道岭矿实例,将算法纳入到矿井网络系统中,在MATLAB平台上运用TF1M3D对全矿井网域系统风流温度进行仿真求解。研究表明,巷道淋水蒸发吸热对井巷风流温度影响很大,主进风井段风流温度增加0.97℃,变化幅度不大,随着湿度增大风流温度递增变化幅度增大,与九道岭矿进风大巷测定结果吻合。将该算法纳入网络体系计算中,可解决3D矿井模型通风系统热害防治温度分布仿真及自然风压自动计算问题。     

高温矿井风流热状态预测

根据矿井风流热、湿交换原理,给出了各类巷道和采掘工作面的风温预测公式。并选取平煤五矿代表性的风流线路,进行风流线路上风温预测。预测值与实测值比较表明,矿井风温预测模型准确,预测值正确,满足精度要求,为完善平煤五矿的通风系统设计,提出指导建议。     

高温矿井巷道风流温湿度预测模拟研究

为较准确地预测高温矿井风流温度及湿度,对巷道风流温湿度的分布进行数值计算,并建立了适用于矿井通风网络的温湿环境预测数学模型;以回采巷道、准备巷道、开拓巷道为研究对象,对其风流温湿度进行了计算,并与矿井实测数据进行对比验证。结果表明,现场实测值与预测值之间的误差均低于0.5 ℃,相对湿度误差均在1%以内,模型计算具有较高的可靠性,为高温矿井巷道风流温湿度的预测提供了简单便捷的方法,可及时采取相应措施应对井下的高温高湿环境。     

矿井瓦斯爆炸下巷道内的对流换热系数的探讨分析

在湍流强迫对流换热系数经验计算公式基础上,结合矿井瓦斯爆炸实际情况以及前人所进行的管道瓦斯爆炸所测得的实验数据,进行了矿井瓦斯爆炸情况下影响火焰波和围岩对流换热系数的相关因素的分析和计算,确定出了这些影响因子的取值范围。对不同情形下的瓦斯爆炸后的巷道对流换热系数进行了计算,得出:对流换热系数在l/D≤28范围内逐渐增加,在28≤l/D≤52范围内变化幅度很小,52≤l/D≤70范围内迅速并在l/D=70处达到最大值,然后随着火焰波的传播距离增加缓慢减小,直至对流换热现象结束。同时可以看出,对流换热系数随着巷道当量直径的减小而增大。对流换热系数最大值在112.3～158.3W/(m2·K)之间,最小值在13.6～21.6W/(m2·K)之间。     

热害矿井掘进工作面换热特性

为量化热害矿井掘进工作面的换热特性,根据其通风和换热特点,以掘进工作面冲击射流换热系数的影响因素关联式为基础,结合工程实践中常见参数对换热系数影响因素进行了1∶1的ANSYS数值模拟试验和1∶3的室内相似模拟实验。结果表明:模拟和实验结果在数值范围和变化趋势两方面吻合程度都较高。对数值模拟和实验结果进行回归分析,得到了掘进工作面冲击射流换热系数影响因素关联式的具体形式。数值模拟和实验结果回归分析式的相关系数分别为0.925和0.944。     

高温矿井进风井筒及巷道风温预测

为准确预测矿井高温工作面气候条件,有必要对工作面通风系统进风井筒及巷道的风流温度进行计算。根据进风井筒及巷道的热湿交换特点,运用有限差分方法,分别建立了进风井筒及巷道的风温迭代计算数学模型;运用VB 6.0语言,编制了高温矿井进风井筒及进风巷道风温预测程序;应用于新巨龙矿井现场,计算得到了其进风井筒及巷道的风流温度。计算和实测所得风温误差较小,预测方法和计算程序是可靠的。     

矿井空气幕隔断巷道风流影响因素分析及实验

针对目前矿用空气幕隔断巷道风流的特点和结构设计的要求,通过对单机循环型空气幕流动模型理论分析得到空气幕控制风流的主要影响因素.进一步运用相似原理,建立空气幕隔断巷道风流实验的模型,通过实验得出该巷道空气幕的最优角度为30°和最佳供风器出口宽度为8 cm.最后,利用FLUENT进行数值模拟计算,来验证实验结果的正确性.本研究结果对矿用空气幕隔断巷道风流的结构设计具有重要的理论指导作用.     

矿井风流热力状态预测方法研究

通过对矿井巷道风流能量方程进行分析,根据传热学的基本原理,应用数学的基本手段,推导出矿井巷道风流温、湿度的近似计算公式。应用Visual Basic编程技术编制了巷道温湿度计算管理程序,并已成功地应用于某金矿的巷道风流温、湿度预测分析。     

干燥水平巷道中风流温度变化的研究

随着采矿工业的发展,矿井热害已成为与瓦斯、煤尘、顶板、火、水同样严重的煤矿井下自然灾害。从矿井风温预测出发,简要介绍了通风巷道气温预测模型建立的原理,按照风流焓值方程(能量方程)建立了干燥水平巷道风温预测模型,研究了模型的建立及整个公式的推导过程,并列举了用此模型解决实际问题的简单实例。说明模型简单实用,能有效地预测干燥水平巷道风流温度的变化情况,为矿井风温预测提供一种有效的方法。     

干燥巷道围岩传热对平巷风流温度影响研究

井下巷道中的风流温度受到多种因素的影响,如原岩温度、围岩传热性能、风流与围岩的热交换时间、其他热源等,其中围岩传热起主要作用。为分析围岩传热对风温的影响,以干燥巷道为例,根据巷道围岩与风流热交换规律,通过理论计算,分析水平巷道围岩与风流热交换对风温变化的基本影响规律,为矿井通风设计提供较精确的预测值,使矿井通风设计更精细。     

井巷围岩与风流热湿交换影响因素分析

基于不稳定换热系数,建立了经过一段巷道后风流的温升公式,并运用计算软件Mathematica分析了各种参数对于井巷围岩与风流间的热交换结果的影响。从分析结果来看,岩石的热导率和巷道断面周长对风流的温升有一定影响,壁面粗糙度系数影响不明显,风流质量流量的影响很明显,而巷道水分蒸发的影响最强烈。相关计算参数获取的多寡和精度决定了计算的精确度。     

矿井高温巷道喷射隔热混凝土正交试验研究

针对当前深部矿井出现的高温热害问题,提出采用喷射隔热混凝土材料封闭巷道壁面,以从源头上隔绝热源。采用正交试验的方法分析了陶粒、玻化微珠和粉煤灰3种因素对隔热混凝土材料表观密度、导热系数、抗压、抗拉及抗折强度的影响。结果表明,陶粒和玻化微珠能够显著改善材料的隔热能力,同时也会降低其力学性能,粉煤灰在低掺量下能够改善材料的表观密度和隔热能力,但也会造成强度的下降,其总体影响不如前两者。通过功效系数模型分析,得出最优配比。试验配制出的混凝土满足轻质的要求,导热系数约为普通混凝土的1/5~1/7,具有明显的隔热效果,为矿井热害治理提供参考。     

顾桥矿高温风流致热源分析及防治措施

针对深井开采时的风流高温问题,对具有代表性的顾桥煤矿高温致热源进行了全方位的分析。提出了相关的高温防治措施,有开采技术措施以及分区集中制冷、冷凝热地面排放降温系统,对该降温系统进行了详细的介绍,对比分析了降温措施取得的效果。结果表明,采取降温措施可降低井下局部区域风流温度4～5℃,改善了工作环境,提高了工作效率,降低了事故的发生率,保障了煤矿的安全生产。     

角联巷道风流安全评判指标研究

角联巷道一直是通风系统优化的重点研究对象。利用Ventsim软件解算多组数据,推导出角联分支风量、评判指标及风阻相互间的规律、关系,提出的最终评判指标:当K≥3或K≤0.333时,风流稳定;当1相似文献   

井巷除湿降温风流温度分布模型计算研究

为有效控制井下热害问题,考虑井巷中水分蒸发吸热对风流温度分布的影响,研究风流除湿降温效果。采用最小二乘法拟合水分蒸发量随岩壁温度变化的函数,作为求解风流含湿量的基础方程,建立井巷除湿降温的有限差分法数值模拟模型,应用Matlab软件编写了仿真程序进行计算,给出计算的稳定性和收敛性条件。计算结果表明,水分蒸发量是影响风流温度分布的重要因素,受水分蒸发的影响,围岩传递给空气的热量并不一定会使风流温度上升;当采取除湿降温的复合制冷方法后,风流降温迅速,且在相当长的一段巷道中保持持续降温的效果。     

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。     

基于CFD模拟的巷道风速监测值修正处理

利用CFD软件对矿井巷道的风流场进行了三维数值模拟,揭示了不同形式巷道风流速度分布特征,分析了监测点风速与平均风速的关系,确定了风速监测数据修正系数,为矿井利用传感器准确监测巷道风量提供了有力保障。     

化工生产中热量传递与质量传递相似性的分析

简单介绍了化工生产中的热量传递和质量传递过程,从理论基础、参数选择、设计计算三个主要方面详细分析两者的相似性,并得到这两个传递过程的有关通式,对理论研究和实际生产具有一定的指导作用。     

高温控制爆破工艺及新型隔热材料的试验研究

通过现场和室内实验,着重研究了高温控制爆破过程中容易出现安全问题的爆破器材的隔热保护、起爆网络的可靠性和爆破产生的振动冲击的控制。推荐了被爆体在不同温度条件下应采用的新型隔热材料及装药结构,同时给出了施工过程中避免拒爆的方法及控制爆破产生的振动冲击对被保护对象(如炉衬、炉皮和支撑轴承等)危害的具体措施。