矿井回风热能回收热湿传递及换热效率研究

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《湖南科技大学》 2016年

矿井回风热能回收热湿传递及换热效率研究

熊慧灵  

【摘要】：对井工开采的煤矿,矿井回风中蕴含着大量低品位热能,利用喷淋换热装置耦合水源热泵系统组成回风热能回收系统可以提取并供给用户端使用回风中的这部分热能。在夏季,回收系统喷淋装置相当于中央空调的冷却塔;在冬季喷淋装置提取回风热量,回收系统相当于热源可减少或替代锅炉供热;同时,采用喷淋水取热的方式,可降低回风流中的粉尘,减少排放。因此回风热能回收系统在矿区的“节能减排”中具有重要的现实意义。本文以矿井回风余热回收为目的,在已有研究基础上,通过理论、实验等方式对矿井回风中的喷淋换热装置进行了研究,为以后喷淋式矿井回风热能回收系统的工程应用提供了理论依据和实验基础。对于热能回收系统的设计关键部分在于喷淋取热部分的设计与应用。本文首先以喷淋换热装置为主要研究对象,利用传热学、热质交换原理及空气调节等理论对喷淋装置内空气与水之间的热湿交换过程进行了理论分析,从理论上推导了换热效率的无量纲式,利用Matlab软件计算了部分影响因素对换热效率的影响规律,为回收装置的设计、实验及工程应用提供了理论依据。然后利用流体力学、传热学、热质交换原理等相似理论设计并搭建了矿井回风余热回收模拟实验平台,并利用实验平台根据理论分析结果针对主要影响因素进行了实验研究。在实验研究中,研究了不同的喷水量、不同的空气流量、不同的水汽比以及不同喷水高度下的换热效率、换热量和换热后水温,研究表明,喷水量、水汽比及装置的喷水高度对换热效率的影响比较突出,空气流量、喷水量、水汽比及喷水高度对换热后水温都有一定的影响。

【关键词】：
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU83
【目录】：

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：296349