重力热管对煤堆内部温度场的影响研究

针对煤堆放过程中易发生氧化放热反应,导致煤堆自燃,浪费资源、污染环境等问题,在煤堆内部插入重力热管,利用热管相变的高效导热性,及时将热量传到空气中,防止煤堆自燃。基于理论分析与Fluent软件数值模拟,研究了重力热管对煤堆内部温度场的影响,结果表明:重力热管距离热源越近,降温效果越好;重力热管插入煤堆的倾斜角度为60°时,降温效果较好;热管外侧降温效果低于热管内侧降温区域。     

重力热管内部相变传热过程的数值模拟

为了探究重力热管内部的相变及传热过程,利用FLUENT14.5软件对二维热管进行数值模拟.采用VOF模型,为了准确捕捉气液两相分布,通过加入质量能量源项以UDF形式添加至各相进行数值计算,得到了6种不同加热功率下重力热管各段的平均温度值,并与实验值对比,证实了数值模拟的可靠性.研究了充液率对重力热管传热效率的影响,计算了4种不同充液率下热管的壁温分布及热阻大小.结果发现:数值模拟能直观有效地反映重力热管内的蒸发冷凝现象; VOF模型能很好地捕捉气液分离现象、气泡的成长合并及液膜的产生;热管总热阻随着加热功率的增大而减少,在加热功率大于170 W后,热阻随加热功率增加而减少的速率下降;随着充液率的增加,热阻逐渐减少,且相变工质初始充液率为1时热管性能较好.     

多工况条件下重力热管提热性能优化研究北大核心

为研究多因素影响下重力热管的提热性能,采用正交实验方法研究工质种类、充液率,以及长径比等内在因素的综合效应,并对实验结果采用多指标权重与极差分析法进行分析,得出重力热管最佳提热性能的组合因素。结果表明:重力热管的使用能有效降低煤堆内部温度,抑制煤堆温度上升;重力热管的产冷量、有效影响半径与煤堆温度成正比;当煤堆温度为70℃左右时,各因素的较优水平组合:工质为Al_(2)O_(3),充液率为15%,长径比为25.0;当煤堆温度升至210℃时,各因素的较优水平组合:工质为Al_(2)O_(3),充液率为25%,长径比为25.0。     

矿井回风余热回收用热管换热器的优化设计

热管换热器因其优良的传热性能在余热回收中得到了广泛的应用。分析了重力热管的工作原理及特点,结合山西某煤矿实例,设计了回风余热回收用热管换热器,包括管壳设计、工质选择、热管长度以及排列方式等。同时,对设计的换热器进行热平衡、传热系数等计算,分析翅片管节距和翅片高度对热管换热器影响规律,以提高换热器传热效率。     

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。     

热管转移煤堆自燃热量的影响因素研究

为进一步研究不同充液率热管作用于不同热源条件下煤堆内温度场的变化规律,采用自主搭建的热管-煤堆实验平台,测试热管作用于煤堆的移热效应。实验通过热管对煤堆的降温特性分析以及前后期热管降温速率的对比分析,对整个热管抑制煤自燃系统进行优化,以确定合适的热管充液率。结果表明:充液率为20%的热管能实现对煤堆内蓄热量快速转移的最佳效果;实验发现煤堆高温区的温度大小对于热管移热性能影响较大,同样充液率条件下,热管在高温热源下煤堆降温速率是低温热源下降温速率的2倍;越靠近热源处的煤体,其温度幅度变化受到热源和热管作用双重影响越明显。     

热管充液率对高温煤堆内部温度场的影响分析

为了研究热管充液率对热管散热性能及高温煤堆内部温度场的影响,采用实验的方法研究热管插入高温煤堆后煤堆内部的温度场变化,在75～25℃内分析了热管不同充液率条件下煤堆内部高温点的降温速率,研究了热管对煤堆内部温度场的影响.研究结果表明:热管可以有效地破坏煤堆内部蓄热环境,其作用效果可分为3个阶段,分别为大幅降温阶段、过渡...     

热管实现煤堆深部热转移的实验研究

基于热管的高效相变传热特性,尝试进行了热管扩散煤堆深部氧化热的实验测试,分别改变热管布置间距、插入深度、倾斜角度方式对比煤堆降温效果。     

热型连铸法制造CPU散热用槽道式平板热管

圆管式普通热管和槽道式平板热管相比,槽道式平板热管与CPU直接接触,具有传热能力高、工作稳定的优点,但其制造工艺复杂.本文提出的热型连铸法可直接铸出截面形状复杂的槽道式平板热管,且制作工艺简单.     

利用热管锚杆实现高寒地区矿井调温的数值模拟分析

为了提高井巷围岩对空气的热交换率,分析了热管锚杆工作原理,建立了热管锚杆数值模型,并进行了热管锚杆导热的数值模拟。结果表明,采用热管技术与井下大量使用的锚杆相结合的基本方法,在一定程度上可以实现矿井空气温度的自我调节功能,为高寒地区矿井空调工作提供新的理论基础和技术支持。     

梧桐庄矿热泵系统可用热源分析及利用

通过现场调研及理论计算,分析了梧桐庄矿工业广场可利用的热源及特点,并对可用热源的稳定性进行了评价。研究表明：梧桐庄矿可用热源主要有矿井排水、奥灰水、矿井排风、洗浴排水、空气压缩机冷却水,其中矿井排风可利用热量最大、最稳定;其次为奥灰水、矿井排水,但两者供热量均不稳定;洗浴排水和空气压缩机冷却水供热量较稳定,但热量较小。根据该矿热负荷较大的特点,提出了多种热源联合为热泵系统提供低品位热量的方案,以满足了工业广场供热需求。     

余热提取技术在煤矿热泵系统设计中的应用

热泵是一种以消耗少量电能为代价,将大量不能直接利用的低温热能转变为有用高温热能的装置。文章介绍了将不同形式的余热回收与热泵系统设计相结合,利用热泵装置提取矿井排风、排水、空气热能等余热热源用于建筑物的供暖或供冷,从而替代了通过燃煤锅炉获取热能的方法。实践证明:余热提取技术是一项新型节能、环保技术,对建设现代化绿色新型矿山有重要意义。     

基于煤矿乏风热氧化的填充床内置换热器取热特性

基于煤矿乏风热氧化取热过程,搭建了填充床内置换热器稳态取热实验台,取热率最大相对误差为2.50%,实验研究了床层内取热区两侧及取热区内填充蜂窝陶瓷对换热器取热的影响,结果表明：取热区两侧空间填充的蜂窝陶瓷通过增大床层气体物理流速、辐射换热面积、扰动换热器背风侧流场而强化换热器取热,当气体质量流速0.15 kg/(s·m2),温度从613 K升高到1 113 K时,取热区两侧蜂窝陶瓷的存在使换热器取热率比空床增大了2.20%～14.84%,而当气体质量流速增至0.30 kg/(s·m2),温度同样从613 K升高到1 113 K时,取热区两侧蜂窝陶瓷则使换热器的取热率比空床增大了4.92%～10.61%;取热区内填充的蜂窝陶瓷对换热器取热率影响的矛盾两面性决定了取热区内填充的蜂窝陶瓷不会对换热器取热率产生较大影响,也并不总是强化换热器取热,甚至会削弱换热器取热,当气体质量流速为0.15 kg/(s·m2)、温度从613 K升高到1 113 K时,取热区内蜂窝陶瓷的存在使得换热器取热率比空床变化了-1.92%～+4.47%;采用换热器外壁镀银的方法,研究了填充床内置换热器取热过程中传热方式的贡献,结果表明气体质量流速0.15 kg/(s·m2),温度为1 113 K时,换热器取热率中已经有55%的贡献来自辐射,随着温度进一步升高,辐射成为填充床内置换热器取热的主要方式。     

流热耦合作用下组合岩体等效导热系数研究

针对存在裂隙和流体的组合岩体,采用理论分析、数值计算和实验研究相结合的方法,基于传热学和热动力学的基本原理,综合考虑不同性质岩石的传热和裂隙流体的对流换热,建立了流热耦合条件下组合岩体等效导热系数的计算模型;采用有限元数值模拟方法,随机模拟岩石的孔隙结构,建立了孔隙分别被空气和水充填时,岩石等效导热系数的统一经验方程;通过对裂隙流体与岩体对流换热系数的实验测试,给出了对流换热系数随与流速和温差的关系;综合分析了裂隙和流体对组合岩体导热性的作用,在低流速和小温差条件下,对流换热阻较小,裂隙宽度和流体导热性对岩体导热系数的影响较大;在高流速和大温差条件下,对流换热阻逐渐超过裂隙流体的热阻,组合岩体导热系数明显增大。     

热流体向围岩传热过程的理论研究

热流体对围岩的传热可以近似地认为是一种以热传导为主要传热方式的稳定传热过程。根据Ｆｏｕｒｏｅｒ导热微分方程，在岩石热物理参数测试的基础上，可以进行传热学的各种计算，如：热流体及变质温度计算；地幔热流值计算和有关变质岩原岩恢复工作中的计算。     

取热区蜂窝陶瓷几何特性对换热器取热率的影响

在实验验证数学模型有效性的基础上,数值研究了立式蜂窝陶瓷填充床内取热区蜂窝陶瓷几何特性对填充床内置换热器取热率的影响。热风从取热区下侧的蜂窝陶瓷流出后进入的取热区阻力不匹配,热风会重新分配,一部分进入换热器内置空间,与换热管外壁进行直接的对流换热,另一部分进入取热区蜂窝陶瓷将其加热后与换热管外壁进行辐射换热,取热区蜂窝陶瓷的几何结构影响取热区热风阻力不匹配程度与热风分配,最终影响到换热器取热率。计算结果表明：沿热风流动方向上取热区蜂窝陶瓷几何特性尺寸增大时,换热器取热率减小;垂直热风流动方向上取热区蜂窝陶瓷的两个几何特性尺寸增大时,内置换热器取热率呈现先增大后减小趋势。     

海上注热污水开采井传热量研究

流体在井筒中流动时，由于注入流体与地层存在温差，就有热量的传递。井筒传热量的定量计算显得特别重要，根据传热学和两相流原理，分析了环空注热污水加热降粘射流泵举升过程中注入水与产液沿井筒径向传热过程，采用传热学原理，对各部分传热系数的计算进行了推导。     

济宁三号煤矿井下热环境影响因素分析

随着矿井开采深度的增加,因地温升高而产生的矿井热害问题已日益凸显。济宁三号煤矿西翼采区的开采深度达到700 m以上,矿井热害主要出现在夏季,而冬季热害不明显,热害问题呈现季节性特征,说明地面气候对井下气候的影响显著。对矿井的热环境进行了动态自动监测,重点分析了地面气候对井下气候的影响规律和矿井热环境影响因素。     

平板集热器冬季工况集热性能分析

在所有太阳能热利用装置中,平板集热器是最简单实用的。对于太阳能供暖、供热水来说,所需温度较低,平板集热器可以满足使用温度要求。本文运用一种简明的方法,进行平板集热器集热量计算,理论上分析集热量随日射量和室外温度的关系。对于粗略的集热器设计提供了计算依据。     

烧结环冷机余热高效利用

涟钢280m²烧结环冷机余热发电项目进行了余热利用改造,安装了阶梯式自密封余热回收专利设备。改造后改善了余热回收烟罩的烟气流场,提高余热回收的效率,增加了余热电站的发电量,效果显著。