九道岭矿井巷风流温湿分布计算及应用

发布时间：2017-09-30 01:23

  本文关键词：九道岭矿井巷风流温湿分布计算及应用

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【摘要】：高温热害是深井煤矿安全高效生产过程中不可忽视的问题,目前主要处采用空调制冷措施来改善矿井热环境,由于空调制冷设备的能耗高,所以在满足矿工人员的身体健康、安全生产及相关规章的要求条件下,应最大限度的减少制冷能耗。为达到减少能耗的目的,分析了井巷风流与围岩及周边的热量与质量传递的原理,考虑井巷中水分蒸发吸热对风流温度的影响,对一条巷道建立了基于有限差分法数值模拟的数学模型,并给出了稳定性、收敛性的条件。采用最小二乘法拟合风流饱和含湿量随岩壁温度变化的函数,作为求解风流含湿量的基础方程。编写基于Matlab的计算程序,计算结果表明,风流流经巷道过程中,水分蒸发量是影响风流温度分布的重要因素,提出了除湿也是一种有效的降温方法。通过对设置不同冷源和湿源的计算结果分析,指出高温地点降温的同时,对风流进行除湿会达到更好的降温效果,为除湿降温提供了理论依据。将风流与围岩热交换计算与通风网络分风结合,得到基于全矿井的非稳态的风流温湿分布数学模型。应用TF1M(3D)软件对矿井进行仿真模拟,通过在指定地点对风流设置不同的冷源和湿源来模拟空调的降温和除湿功能,为九道岭矿850工作面提出了不同的降温方案。本文建立了全矿井的温湿分布计算模型,论述了井下风流温度动态分布规律,为矿井热湿环境的动态预测和控制提供了方便的仿真平台。
【关键词】：热湿交换 非稳态 通风网络 除湿降温 仿真模拟
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD727.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 引言9-10
• 1 绪论10-13
• 1.1 论文的研究目的和意义10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国外矿井降温发展过程和研究现状10-11
• 1.2.2 国内矿井降温发展过程和研究现状11
• 1.3 论文的研究内容11-12
• 1.4 论文的主要技术路线12-13
• 2 矿井风流热分布计算基本理论13-30
• 2.1 井巷风流与围岩对流传质13-17
• 2.1.1 斐克定律13
• 2.1.2 扩散系数及其计算13-14
• 2.1.3 对流传质系数14
• 2.1.4 浓度边界层概念14-16
• 2.1.5 对流传质问题的分析求解16-17
• 2.2 风流与周边环境换热及自压缩17-19
• 2.2.1 风流与围岩对流热交换17
• 2.2.2 煤的输运放热与氧化放热17-18
• 2.2.3 矿用机电设备运转放热18-19
• 2.2.4 风流自压缩19
• 2.3 岩体内部热传导19-20
• 2.3.1 傅立叶定律19
• 2.3.2 热传导方程19-20
• 2.4 热量和质量同时进行时的热质传递20-24
• 2.4.1 同时进行传质和传热的过程20-21
• 2.4.2 同一表面上传质过程对传热过程的影响21-24
• 2.5 矿井通风网络解算理论24-30
• 2.5.1 通风机工作特性方程的确定24-25
• 2.5.2 风机工况点求解25-26
• 2.5.3 流体网络的生成树与回路确定26
• 2.5.4 回路法求解通风网络概述26-28
• 2.5.5 牛顿-拉夫森法求解回路风压方程组28-30
• 3 矿井风流温度湿度非稳态解算30-42
• 3.1 风流与围岩热湿交换数学模型的建立与解算30-35
• 3.1.1 风流与围岩热湿交换数学模型的建立30-31
• 3.1.2 风流与围岩热湿交换数学模型的解算31-35
• 3.2 九道岭煤矿通风网络模型建立与解算35-38
• 3.2.1 井田概况及地质特征35-37
• 3.2.2 九道岭矿井通风3D模型建立与网络解算37-38
• 3.3 九道岭矿风流温湿分布非稳态解算与工况分析38-42
• 3.3.1 模型建立与风流参数设置38-40
• 3.3.2 考虑温度分布的自然风压和工况分析40-42
• 4 除湿降温分析与方案可行性研究42-46
• 4.1 单一巷道的除湿降温效果分析42-45
• 4.2 工作面风流降温效果模拟45-46
• 5 现场实测及应用仿真46-53
• 5.1 九道岭矿井下温湿测定与分析46-49
• 5.2 九道岭煤矿风流温度分布预测49-50
• 5.3 回采工作面降温方案的提出及对比50-53
• 结论53-55
• 参考文献55-57
• 作者简历57-59
• 学位论文数据集59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：945344