基于热舒适方程的矿井热舒适性研究

基于热舒适方程和评价指标,在矿井热环境舒适性评价研究中,首次将空气干球温度、相对湿度、风速3个参数综合起来,评价矿井热环境的热舒适性,结果表明,在满足一定矿井热环境相对湿度和风速的条件下,可以把煤矿井下工作面的干球温度提高到27℃,并且得出在这3个基本参数共同作用下对人体热舒适性影响的变化规律,在此基础上参照ASHRAE公布的焓湿图,添加风速参数绘制出矿井热环境的人体热舒适区域。热舒适区域80%～100%的相对湿度适用于煤矿井下实际条件,1～4m/s的风速满足《煤矿安全规程》的规定。研究得出的矿井热舒适区域可作为矿井降温和矿井热环境评价的标准。     

高温高湿矿井人体热舒适数值模拟研究

基于三维k-ε湍流模型,利用Fluent软件模拟了不同风速和不同温度组合条件下,高温高湿巷道中的热环境.并根据热舒适性的评价指标PMV-PPD对巷道中热环境进行预测和评价,给出了高温高湿巷道中的速度场、温度场、热舒适性指标PMV、PPD分布图.结果表明:在巷道壁面温度为42℃、湿度为90%的高温高湿热环境中,采用入口空气温度低于25℃时,以0.5m/s的速度进风完全满足矿工热舒适要求:当入口空气温度在28℃以下时,以1.0m/s的速度进风也可满足矿工热舒适要求;当入口空气温度超过28℃时,应对进风空气进行降温处理.     

深部矿井热环境评价指标研究

随着煤矿纵向采掘深度的增大,严重影响着井下作业人员的安全、健康与生产效率,科学评价深部矿井热环境是解决矿井热害问题的前提与基础。通过分析矿井热环境参数对人体的影响及现有的热环境评价指标,选择了适用于深部矿井热环境评价的热应力指标HSI与热环境指标SET、PMV,为今后深部矿井热环境评价指标的建立提出了建议,为深部矿井热舒适研究提供了参考。     

高温矿井热舒适性及评价指标的研究

通过对矿井高温现象的研究,分析影响矿工热舒适性环境因素,建立了矿工热舒适方程,绘制矿工热舒适图,查矿工热舒适图可以确定适宜的风速,并可计算送风量的大小。确定了矿工热舒适性的评价指标PMV,PPD,以及预测计算公式;根据预测平均热感觉指标PMV值评价矿工热舒适性及矿井热害程度的大小。     

综掘工作面热环境作业人体热耐受特征研究

矿井热害影响作业人员的工作效率,严重威胁作业人员生命财产健康。通过实验测量环境参数与人体生理参数,拟合单因素模型分析环境参数对人体耐受度的影响,并对综掘工作面热环境临界状态进行限值分析,探讨处于临界舒适/热状态下不同环境参数下的人体工效允许暴露时间、耐受时间和生理等效温度。研究结果表明：人体耐受度的环境影响因素按照影响程度由大到小排序为温度>湿度>风速。温度作为决策变量对耐受度起直接作用;湿度主要是通过对温度、风速产生影响从而间接对耐受度产生影响;风速为抑制变量,通过温度间接影响耐受度。环境的相对湿度大于50%时,临界舒适状态下所能达到的生理等效温度不超过28℃,临界热指数状态下不超过36℃;当湿度大于55%,工效允许下降30%时,工效允许暴露时间不超过8 h;当湿度大于75%时,临界热指数状态下耐受时间不超过10 h。研究结果可为综掘工作面作业的工时安排及环境要求提供参考。     

基于空调车厢内气流分布的人体热舒适研究

利用带浮升力效应的K—ε湍流模型对空调硬座车内三维紊流流动和传热进行了数值模拟．将人体散热和大阳辐射作为能量方程的附加源项，采用有限容积法将计算区域离散为均匀网格，用SIMPLE算法求解离散控制方程，研究了空调硬座车内空气流动速度、温度及热舒适性评价指标PMV分布规律．研究结果为空调车内气流组织的优化设计提供依据，对改善车厢内人体热舒适环境具有指导意义．图7，参8．     

评估3种热舒适指数在高温矿井的适用性

通过人体实验研究湿球黑球温度(Wet Bulb Globe Temperature,WBGT)、预测热应激模型(Predicted Heat Strain,PHS)、不舒适指数(Discomfort Index,DI)这3个热舒适指数是否适用于高温矿井.在4个不同的高温矿井热湿环境(26℃/90％,30℃/90％,34...     

不同热舒适指数在井下环境中的评价结果比较

用于评价建筑和大气环境下人体热舒适的指数有很多,但适合在恶劣的矿山井下环境从事重体力劳动的工人的热舒适评价指数却没有.为探索建筑或大气环境用热舒适指数用于矿山井下工人的可行性,选择了5种建筑或大气环境下常用的热舒适评价指数,对在典型的矿山井下环境下从事重体力劳动的工人进行了评价与结果分析.对比分析发现:在相同环境条件下,活动强度对人体热舒适感觉的影响较大,风速和相对湿度影响较小;各指数对矿山井下环境处于"舒适"热感觉的温度区间的评价结果基本一致,而对"热"及以上热舒适感觉的温度区间的评价结果则相差较大;特别是分级较少的PMV,NET指数,对较高温湿度矿山井下环境的热舒适等级将无法准确评价.认为现有的用于建筑或气象环境的热舒适评价指数不能准确评价井下环境工人的热舒适状态,必须研究建立适合在矿山井下环境从事高强度劳动工人的热舒适评价指数及分级标准.     

深部高温高湿矿井热平衡及热舒适评价研究

基于对深部高温高湿矿井的研究,在分析影响矿工热舒适性环境的各种因素的基础上,通过矿工热平衡的计算,建立了矿工热舒适方程.介绍了矿工热舒适性的评价指标:预测平均评价,有效温度,过渡活动状态的热舒适指标,热应力指数和风冷却指数,分析了其评价的局限性,指出对深部高温高湿矿工热舒适性评价需要开展进一步研究的必要性.     

高温矿井的热环境处理

在对东滩煤矿、孙村煤矿，陶庄煤矿，平顶山八矿等高温矿井运行调研的基础上，分析了煤矿井下热环境的主要因素，并提出了降低井下温度的若干措施。     

基于Delphi的矿井空气热力参数计算系统设计

矿井空气热力参数是分析热害研究的重要指标,为了能模拟井下空气状态,准确快速地算出井下空气的热力参数,开发了一套适合于矿井特点的计算机程序.本程序借助于国内外成熟的矿井热力参数计算理论,通过Delphi软件的强大计算功能,并以福建省邵武煤矿为例,对其地面至六采区三水平的8个测点进行了风流参数的计算与分析.本计算机程序有助于分析空气干球温度t,焓H,含湿量d,相对湿度φ的变化规律,可作为矿井技术人员从事热害研究和通风降温系统设计时的动态工具.     

矿用救生舱热环境分析

通过对救生舱进行传热特性的实验研究,确定了救生舱等效传热系数和系统平均热容值。并对舱内各种热源进行了分析,确定了其热载荷的计算方法;最后根据救生舱标准规定的环境参数,通过舱内热平衡原理得出了该工况救生舱制冷系统所需最大制冷量。     

压风供氧状态下避难硐室污染物分布特性及热舒适性研究

为确定井下避难硐室合理供风量,采用RNGκ-ε模型和SIMPLE算法,对某100人避难硐室压风供氧状态下,不同供风量、散流器布置方案、空载和载人时生存区的污染物净化时间、通风效率、污染物(CO,CO2)浓度场分布和人体热舒适性等进行了数值模拟分析,并与现场实测结果进行了对比。模拟结果表明,若硐室内CO体积分数偏高,供风量应不低于0.1 m3/(min·人),并配合使用净化药剂尽快去除;常规避难状态下,供风量减小至600 m3/h,配合局部通风措施,即可满足人员避险和热舒适性基本要求。     

蓄冰空调工况对避难硐室生存区热舒适性的影响

为测试蓄冰空调不同工况(包括不同剩余冰量、循环风量)对避难硐室生存区热舒适性的影响,测试了不同工况时蓄冰空调的实际制冷性能;在此基础上采用RNGκ-ε模型和SIMPLE算法模拟分析了蓄冰空调不同工况时某50人避难硐室生存区内速度场、温度场及热舒适性的变化情况。研究表明,空调剩余冰量越多、循环风量越大,空调实际制冷功率越大,生存区热舒适性越好;同时还提出了蓄冰空调最低循环风量要求的工程计算公式。     

河西金矿深部热环境调查与分析

随着开采深度的不断增加,地下岩层温度显著升高,恶化了井下深部作业环境,使得采矿工程活动受到了矿井热害的影响。通过对河西金矿的热湿环境及地温条件现场调查,在河西金矿不同中段采集分析了风温（干湿球）、湿度、风速等相关数据;利用深孔测温法,量测了不同中段地温,绘制了地温梯度回归曲线,计算出平均地温梯度;实验测定了矿岩平均导热系数,计算了深部各水平中段的井下热源放热量,并确定了井下热源最大放热量,为河西金矿深部降温需风量的计算提供了数据支持和重要参考,为深部矿井的相关现场调查分析和数据应用处理提供了案例借鉴。     

煤矿井下瓦斯爆炸后爆源临近区域特殊热环境分析研究

为了研究瓦斯爆炸诱发次生灾害的致灾热因素,对煤矿瓦斯爆炸特殊热环境进行了分析。将瓦斯爆炸后的特殊热环境分为爆炸产生的高温高压的火焰波、较高温常压的爆源邻近区域的动态热环境两部分。通过对瓦斯爆炸火焰波的特征的理论分析和相关专家学者开展的瓦斯爆炸实验所测得火焰波特征数据,对爆炸火焰波的温度、速度等参数进行了分析。通过数学模型的建立,结合瓦斯爆炸后瞬间爆源所在巷道空气温度随距离的分布规律及数值模拟技术对爆炸后爆源临近区域的较高温、常压的动态热环境进行了研究。得出,瓦斯爆炸大多数是弱爆燃状态。爆炸后爆源临近区域空气温度随传播距离的增加逐渐降低,高温区域逐渐向远离爆源的方向运移,高温的持续时间越来越短。     

区域背景下生态空间网络与热环境分析

近几年,随着城镇化的不断发展,城市建设用地逐渐增加,生态用地不断减少,区域热环境问题已经逐渐成为一个生态问题。利用统计分析和理论分析相结合的手法,通过建立地表空间格局指数,将区域内的生态空间数据化;通过对区域内温度进行分析,得到了区域内热环境特点,利用空间温度模型计算公式得到了区域内温度极值和生态空间的关系,利用数理统计温度点的特性建立了温度空间模型曲线;通过分析模型曲线,研究了生态空间与区域热环境的关系,探讨了生态格局对生态空间网络的影响机制。研究表明,随着生态空间指数的增大会导致区域环境温度不断降低。该结论为后续区域热环境的研究提供了理论依据和实际应用价值,具备积极的现实意义。     

救生舱舱内热湿环境模拟与气流组织优化

应用计算流体力学软件Fluent,对某救生舱样舱内热湿环境进行了三维稳态数值模拟,得到了舱内温度场、湿度场的分布情况.模拟结果表明:舱内温湿度能基本满足设计标准,但温湿度分布的梯度较大,相对湿度较低,送风口1对舱内气流的影响区域很小,并且人体头部高度处存在较大涡流区,空气质量较差.针对以上几个方面的问题,提出了气流组织改进方案,修改了两风口的位置与送风参数.改进后的数值模拟表明,舱内平均温度控制在303K左右,相对湿度控制在55%左右,且舱内温湿度分布更加均匀.     

测氡结合红外热像探测煤矿火区范围的应用

阜康煤矿发生大面积煤层火灾,严重威胁着矿井安全开采。采用测氡技术与红外热像仪相结合的探测方法进行火源探测。红外热成像仪确定了火区大致范围,测氡法进一步精确地确定了火区分布,使探测工作量减少,精度高,对防灭火工作起到了很好的指导作用。     

进气预热温度对煤矿乏风热逆流氧化的影响

为探索进气预热温度对煤矿乏风热逆流氧化的影响,对不同进气温度条件下煤矿乏风热逆流氧化的温度场、甲烷转化率、最低甲烷体积分数及最大换向半周期开展了数值模拟和试验研究,结果表明：随着进气预热温度的升高,氧化床高温区域拓宽,而峰值温度变化不明显;随着进气预热温度的不断提高,氧化装置甲烷转化率几乎成线性升高;提高进气预热温度,可以降低装置维持自运行所需的最低甲烷体积分数和延长最大换向半周期,有利于氧化装置的稳定运行。