【摘要】：礦井回風(fēng)流溫度、濕度常年基本恒定,溫度一般在15~30℃,濕度在90%以上,是一種優(yōu)質(zhì)的余熱資源。礦井回風(fēng)噴淋熱回收系統(tǒng)耦合水源熱泵在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)對回風(fēng)余熱資源的利用,礦井回風(fēng)噴淋熱回收系統(tǒng)是核心研究對象。因此,本文針以氣-水熱濕交換作為研究對象,首先,在已有的水滴運(yùn)動(dòng)規(guī)律及受力分析的基礎(chǔ)上,發(fā)展了氣-水逆流熱濕交換耦合二維水滴運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對照良好。在考慮壁面對水滴運(yùn)行軌跡的影響的條件下,推導(dǎo)得到了影響水滴碰撞壁面因素之間的關(guān)系式,分析了影響水滴碰撞壁面的因素。其次,圍繞提高噴淋室濕空氣與噴淋水熱濕交換效果問題,針對高濕空氣與噴淋水的熱濕傳遞機(jī)理,立足熱力學(xué)參數(shù)及?在傳熱傳質(zhì)基礎(chǔ)的研究,為得到系統(tǒng)優(yōu)化方法,在分析現(xiàn)有熱力學(xué)參數(shù)在評價(jià)高濕空氣與噴淋水熱濕交換過程的不足的基礎(chǔ)上,通過引入熱力學(xué)參數(shù),發(fā)展了用于描述氣-水熱濕交換的耗散模型,詳細(xì)分析了氣-水熱濕交換過程中耗散損失情況,以耗散損失最小、耗散熱阻最小為原則,發(fā)現(xiàn)了存在理想熱濕交換過程,并提出了用于評價(jià)系統(tǒng)熱力學(xué)完善度的參數(shù)。得到了優(yōu)化水氣比方程的表達(dá)式,為提高熱濕交換效率及工程應(yīng)用提供了理論參考。并通過模擬正交試驗(yàn)進(jìn)一步對噴淋室結(jié)構(gòu)、噴淋布置等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,得到了優(yōu)化參數(shù)組合。本文引入了工程實(shí)例,為了解決因環(huán)境改變而造成的換熱效率較低的問題,本文提出了礦井回風(fēng)熱能回收系統(tǒng)的控制方法,并通過和傳統(tǒng)正交實(shí)驗(yàn)得到優(yōu)化組合方法,從換熱量和耗散熱阻、?效率以及熱力學(xué)完善度四個(gè)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了對比分析。本文為噴淋室設(shè)計(jì)奠定了良好基礎(chǔ),得到了一系列數(shù)學(xué)模型、判據(jù)以及計(jì)算程序,其后續(xù)研究有望深化理論并指導(dǎo)其工程應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD727.2
【圖文】：

源大多沒有得到很好的回收利用。1.1.2 礦井回風(fēng)余熱利用技術(shù)礦井回風(fēng)余熱回收系統(tǒng)耦合水源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合使用可以有效的將礦井回風(fēng)余熱資源進(jìn)行回收、利用，其原理見圖 1-1 所示，系統(tǒng)的核心換熱裝置是由噴淋換熱器和擴(kuò)散塔組成，在主通風(fēng)機(jī)的作用下，礦井回風(fēng)轉(zhuǎn)變?yōu)榈退�、均勻、穩(wěn)定的氣流，其氣流溫度、濕度常年恒定。制熱工況：低溫噴淋水（溫度 5~10 ℃）和礦井回風(fēng)飽和濕空氣（溫度 15-25℃）進(jìn)行熱濕交換，噴淋水吸收余熱、余濕之后進(jìn)入?yún)R水池，通過除污裝置進(jìn)入熱泵機(jī)組蒸發(fā)器，之后經(jīng)熱源循環(huán)泵輸送至噴淋塔進(jìn)行換熱。熱泵系統(tǒng)冷凝器釋放熱量給負(fù)荷側(cè)，負(fù)荷側(cè)循環(huán)噴淋循環(huán)水升溫后為用戶提供熱源。礦井回風(fēng)經(jīng)過噴淋換熱之后通過擋水板排至室外。制冷工況：負(fù)荷側(cè)經(jīng)熱泵系統(tǒng)的循環(huán)噴淋水向礦井回風(fēng)中釋放熱量，負(fù)荷側(cè)循環(huán)水溫度降低，之后輸送至水源熱泵機(jī)組，為用戶提供冷源。此外，礦井回風(fēng)噴淋換熱器的使用還能大量去除回風(fēng)中的煤塵顆粒，降低回風(fēng)排除時(shí)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪音，對節(jié)能、減排、降噪具有重要意義[4]。

水滴群碰撞壁面比例較小。噴淋群在噴淋室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。本文在對后續(xù)研究提供理論指導(dǎo)。氣-水傳熱傳質(zhì)模型似，礦井回風(fēng)噴淋換熱器的本質(zhì)就噴水室和冷卻塔也有區(qū)別。噴水室空氣的溫度和濕度，直接將空氣用的溫度；而礦井回風(fēng)噴淋換熱器是空氣（夏季）。裝在回風(fēng)井的擴(kuò)散塔上，礦井的回向下逆向噴淋，這樣水與回風(fēng)之間到水中，同時(shí)也把回風(fēng)中大量的灰板排入大氣，吸收熱量或冷量的水環(huán)回來進(jìn)入換熱器。

因此本節(jié)以在氣流中運(yùn)動(dòng)的單個(gè)水滴為研究對象，建立了描述下噴式熱濕交換單元內(nèi)水滴的二維運(yùn)動(dòng)方程。在此基礎(chǔ)上，研究并分析了不同水滴初速度對下噴式熱濕交換單元內(nèi)水滴運(yùn)動(dòng)過程中速度隨時(shí)間的變化、速度隨下降距離的變化規(guī)律，同時(shí)考慮了水滴碰撞壁面對換熱的影響，從而為熱濕交換及參數(shù)的優(yōu)化研究提供了理論依據(jù)。龍格－庫塔(Runge-Kutta)法是一種用來求解微分方程組的隱式或顯式迭代方法，其理論基礎(chǔ)來源于泰勒公式，計(jì)算精度非常高，在實(shí)際工程中應(yīng)用很廣。在方程導(dǎo)數(shù)和初始值信息都已知的情況下，該方法利用計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算，省去了復(fù)雜方程求解過程。在 軟件平臺上，編寫 子函數(shù)，建立常微分方程組，并應(yīng)用四階龍格－庫塔法，對微分方程組（2-25）~（2-27）互相嵌套和關(guān)聯(lián)求解，根據(jù)文獻(xiàn)[37]較優(yōu)熱濕交換工況，已知初參數(shù)：水滴直徑 、水滴初速度 、

【參考文獻(xiàn)】

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10 王倩;宋W氄

本文編號：2762756