煤矿深孔冷却水输送传热及其在矿井降温中的应用研究

发布时间：2017-04-29 16:05

  本文关键词：煤矿深孔冷却水输送传热及其在矿井降温中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：根据某矿实际情况，为治理矿井热害，提出采用井上集中制冷系统，并通过废弃的排水立管向井下进行输送冷却水的方式，施工方便，节约成本。而此种方式也为设计提出了问题。排水管垂直向井下，埋深666m，且直埋不保温，穿越了恒温层和地温温升层，冷却水向下输送的冷量损失不可忽视，需要进行研究，保证空调系统的合理性，切实解决实际矿井热害问题。 通过研究深孔冷却水送传热机理，建立传热数学模型，推导得出管内水流传热系数理论计算公式，得出该传热与巷道岩壁的原岩温度、管壁温度、管内水流的速度以及温度有关。 通过建立传热微分方程，确定实验研究的方式，保证实验研究与实际的紧密结合。通过相似理论建立实验模型，并搭建水平管路实验台，包括管路系统、测温系统、加热系统、测试与数据采集系统。通过9种工况的测试，研究出热量损失变化规律、管壁温度变化规律、土壤温度变化规律，并根据实验数据，通过准则关系式，得到不同情况下计算对流传热系数的关联式。 通过数值模拟，模拟工程实际传热方式，计算出热损失和温差，并得出影响放热系数的主要因素是流体的速度，流体的物理性质和放热表面的状况。最后通过工程实际计算，得出研究背景中关于实际问题的解决，最终提出方案的和理性。 本文为矿井降温寻找到经济合理的输冷方式，为其推广应用奠定理论基础。
【关键词】：深孔 传热 规律 热损失
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD727.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• Contents9-11
• 图清单11-14
• 表清单14-15
• 变量注释表15-16
• 1 绪论16-28
• 1.1 课题背景16-18
• 1.2 矿井降温技术的研究现状18-20
• 1.3 地埋管传热研究现状20-24
• 1.4 研究现状总结24-25
• 1.5 研究内容与方法25-27
• 1.6 本章小结27-28
• 2 深孔冷却水输送传热机理与数学模型28-34
• 2.1 深孔冷却水输送传热机理28-30
• 2.2 深孔冷却水输送传热数学模型30-33
• 2.3 本章小结33-34
• 3 实验模型建立34-50
• 3.1 研究概述34-35
• 3.2 相似理论35-39
• 3.3 实验平台设计39-40
• 3.4 实验平台搭建40-48
• 3.5 数据准备48-49
• 3.6 本章小结49-50
• 4 实验数据分析与结论50-62
• 4.1 实验过程50
• 4.2 实验结果与分析50-60
• 4.3 本章小结60-62
• 5 模拟实验62-70
• 5.1 数值计算方法简介62-63
• 5.2 有限体积法基本思想和 FLUENT 简介63-64
• 5.3 深孔冷却水输送传热方程及模型的建立64-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 工程应用70-74
• 6.1 实际工程地质条件70
• 6.2 数值计算70-72
• 6.3 本章小结72-74
• 7 结论与展望74-76
• 7.1 结论74
• 7.2 展望74-76
• 参考文献76-80
• 作者简历80-82
• 学位论文数据集82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：335176