利用水力通風換熱機將礦山生產(chǎn)用水的重力勢能轉(zhuǎn)換為風流的動能;由于礦山生產(chǎn)用水的溫度較風流低,從而通過氣—液之間的對流換熱將風流的熱能轉(zhuǎn)換至礦山生產(chǎn)用水中,以此降低了風流的溫度;再將機器所產(chǎn)生的冷風壓入至井下掘進巷道內(nèi),從而對掘進巷道產(chǎn)生了一個通風降溫的作用。研究表明:(1)利用礦山生產(chǎn)用水在水力通風換熱機的作用下與礦井熱空氣對流換熱,運用MATLAB軟件對水力通風換熱機風流降溫效果進行數(shù)值研究,結(jié)果表明,風流降溫效果良好。(2)水力通風換熱機出風溫度影響的重要度排序為礦山生產(chǎn)用水初始溫度生產(chǎn)水水頭進風溫度。且礦山生產(chǎn)用水水頭與換熱機出風溫度呈負相關(guān),礦山開采深度越大,則礦山生產(chǎn)水水頭越大,出風溫度越低。(3)利用FLUENT軟件對掘進巷道的風流流場進行數(shù)值模擬,能全面地描述掘進工作面壓入式通風時風流溫度、速度流場的分布規(guī)律。風流從風筒出口射出之后,在起始段內(nèi)擴張速率很快。隨后射流體軸心便開始轉(zhuǎn)向掘進巷道壁面,形成附壁射流,射流擴張速率減弱�？偟膩碚f,掘進工作面附近風速升高的區(qū)域其風溫降低,風流結(jié)構(gòu)復雜的渦流區(qū)域溫度較高,風速也較小,且變化波動大;風速是影響巷道溫度分布的主要因素。(4)單因素分析法得出,礦山生產(chǎn)用水水頭與巷道掘進工作面附近風速呈正相關(guān)關(guān)系,與掘進工作面溫度呈負相關(guān)關(guān)系。因此,理論上說,礦山開采深度越大,其生產(chǎn)用水水頭越大,水力通風換熱機對掘進巷道通風降溫的效果就越好,這對于我國礦山正往深部開采方向發(fā)展的趨勢尤為適用。(5)正交分析法得出,影響掘進工作面溫度的因素重要度排序為礦山生產(chǎn)用水初始溫度生產(chǎn)水水頭換熱室進風溫度巷道壁面溫度。
【學位單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TD727.2
【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 礦井降溫方面
        1.2.2 掘進巷道通風降溫研究手段方面
        1.2.3 存在的問題
    1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第二章 相關(guān)理論基礎
    2.1 礦山生產(chǎn)用水概述
    2.2 掘進巷道通風方法
        2.2.1 壓入式通風
        2.2.2 抽出式通風
        2.2.3 混合式通風
    2.3 高溫礦井降溫技術(shù)
        2.3.1 非人工制冷降溫技術(shù)
        2.3.2 人工制冷降溫技術(shù)
    2.4 通風過程中風筒的選擇
    2.5 計算流體動力學概述
        2.5.1 CFD的基本思想
        2.5.2 CFD的應用領域
        2.5.3 風流的控制基本方程
        2.5.4 湍流模型
第三章 礦山生產(chǎn)用水—氣流對流換熱模型研究
    3.1 水力通風換熱機基本結(jié)構(gòu)和工作原理
    3.2 扇風機風量計算
    3.3 水力通風換熱機出風溫度數(shù)值模擬
        3.3.1 對流換熱數(shù)學模型
        3.3.2 單次換熱過程主要參數(shù)確定
        3.3.3 換熱效果模擬計算
    3.4 不同因素對換熱機風流升溫效果影響的數(shù)值研究
    3.5 本章小節(jié)
第四章 掘進面通風降溫數(shù)值模擬研究
    4.1 掘進巷道風流流場數(shù)值模擬
        4.1.1 掘進巷道通風模擬前溫度實測
        4.1.2 建立掘進巷道通風物理模型
        4.1.3 對掘進巷道計算區(qū)域劃分
        4.1.4 數(shù)值模擬邊界條件及相關(guān)參數(shù)的設定
        4.1.5 掘進巷道物理模型的迭代運算
    4.2 掘進巷道風流流場數(shù)值模擬結(jié)果討論
        4.2.1 掘進工作面風速流場分析
        4.2.2 掘進巷道風流溫度流場分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 強化掘進巷道通風降溫效果影響因素的數(shù)值研究
    5.1 單因素實驗
    5.2 正交實驗
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文主要結(jié)論
    6.2 論文主要創(chuàng)新點
    6.3 研究工作展望
參考文獻
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2856530