涡流式降温服在矿井下应用基础研究

发布时间：2017-10-31 06:33

  本文关键词：涡流式降温服在矿井下应用基础研究

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【摘要】：随着煤矿开采深度的增加和采掘机械化程度的提高,导致高采深煤矿采煤工作面的热害程度日趋严重。矿井热害严重危及到工人的身体健康和生命安全。矿井整体降温技术已不能满足工人在局部高温地点工作的舒适要求,为了解决在高温高湿的矿井下工人健康工作,这就需要进行个体降温设备来保证工人的健康舒适,所以就需要进行个体降温。本文通过研究涡流式降温服的工作原理、参数的评价、降温规律,为解决井下高温热害提供了一种新的途径。本文自行搭建实验台,通过调节不同的进气量、压力、冷流率、进气温度来研究了涡流管的制冷效应。依据建筑环境学理论研究人体热舒适性,根据人体热平衡方程和热舒适方程推导出井下工人的热舒适方程,以西安地区夏季的环境为例,研究环境参数对人体热舒适影响,并且研究了不同劳动强度对人热舒适的影响。结合井下热环境的特殊性,针对矿工热舒适性、热感觉运用了问卷调查方法。阐述了矿井热害来源及降温技术措施,由于在矿井中容易获取压缩空气,在井下利用涡流式降温服的气源方便,最后对人体背部传热做了三维模拟,先求得出解析解,得出结果和人体热舒适方程具有很好的吻合,对于降温服的主要因素通过综合分析,涡流式降温服在井下应用是可行的。
【关键词】：降温服 热舒适 降温 模拟
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD727.2;TS941.731
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-20
• 1.1 论文选题的背景7
• 1.2 降温服的国内外研究现状7-13
• 1.3 矿井热害来源分析13-15
• 1.4 个体降温技术研究现状15-16
• 1.5 人体热舒适研究现状16-17
• 1.6 研究内容17-18
• 1.7 研究方法18
• 1.8 技术路线图18-19
• 1.9 本章小结19-20
• 2 降温服降温参数实验研究20-30
• 2.1 实验原理20
• 2.2 实验装置简介20-22
• 2.3 实验的方法及步骤22
• 2.4 实验结果分析22-28
• 2.4.1 进气量对涡流管的影响23-25
• 2.4.2 不同压力对涡流管的影响25-26
• 2.4.3 不同冷流率对涡流管制冷效应的影响26-27
• 2.4.4 不同进气温度对涡流管的影响27-28
• 2.5 实验结果总结28
• 2.6 本章小结28-30
• 3 基于热舒适理论对矿井气候进行评价30-42
• 3.1 人体热舒适的定义及影响因素30-32
• 3.1.1 环境参数30-31
• 3.1.2 人体参数31-32
• 3.2 人体热平衡和热舒适方程32-33
• 3.3 热舒适标准及评价指标33-35
• 3.3.1 热舒适标准33-34
• 3.3.2 热舒适评价指标34-35
• 3.4 环境参数对热舒适的影响35-36
• 3.5 不同劳动强度对热舒适的影响36-37
• 3.6 高温环境对人生理-心理方面的影响37-39
• 3.6.1 高温环境对人生理方面的影响37-39
• 3.6.2 高温环境对人心理方面的影响39
• 3.7 井下工人的热舒适研究39-41
• 3.7.1 井下工人热舒适方程39-40
• 3.7.2 矿井工人热舒适评价40-41
• 3.8 本章小结41-42
• 4 影响降温服性能的主要因素分析及其测算42-47
• 4.1 降温服的重量分析42
• 4.2 矿井降温服的持续降温时间分析42-43
• 4.3 矿用降温服的经济性分析43-44
• 4.3.1 降温后工人的经济效益43
• 4.3.2 单位制冷量费用43-44
• 4.3.3 年降温成本44
• 4.4 降温服的安全性分析44-45
• 4.5 降温服的可行性分析45-46
• 4.5.1 涡流管降温服的特点45
• 4.5.2 降温服的降温参数的选取45-46
• 4.5.3 涡流式降温服在井下应用展望46
• 4.6 本章小结46-47
• 5 人体背部传热学模型及数值模拟47-54
• 5.1 背部传热数学模型的控制方程47-48
• 5.1.1 数学模型47
• 5.1.2 边界条件设定47-48
• 5.1.3 人体各组织参数取值48
• 5.2 背部换热的物理模型48-49
• 5.3 一维传热模型计算49-51
• 5.3.1 传热方程的简化49
• 5.3.2 一维传热的数学模型及计算49-50
• 5.3.3 数值计算50-51
• 5.4 数值模拟51-53
• 5.5 本章小结53-54
• 6 结论54-56
• 6.1 结论54
• 6.2 展望54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-60

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