發(fā)布時間：2022-10-18 19:52

　　煤礦日常生產(chǎn)過程中,井口防凍是煤礦冬季安全生產(chǎn)的一個重要保證,井口結(jié)冰會影響礦井生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行,嚴(yán)重的甚至?xí)斐芍卮笫鹿�。傳統(tǒng)井口防凍換熱裝置,是通過高溫蒸汽或熱水加熱空氣,再由風(fēng)機(jī)將熱空氣送入井下,即高溫蒸汽或熱水與空氣之間進(jìn)行熱量交換的加熱模式。當(dāng)系統(tǒng)某運(yùn)行環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時,停留在換熱器中的熱水無法及時排出,若遇極端天氣,極易結(jié)冰,導(dǎo)致散熱器的銅管凍裂,因換熱器內(nèi)部存留水結(jié)冰而發(fā)生換熱器管路崩裂引發(fā)的安全事故每年都會發(fā)生。因此,如何改變現(xiàn)有技術(shù)中,礦井井口防凍換熱器內(nèi)部存留水因結(jié)冰造成散熱器損壞的現(xiàn)狀,是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。本文設(shè)計(jì)并制造了一種新型相變式重力熱管換熱器,該換熱器通過內(nèi)部制冷劑的相變傳熱來吸收熱水熱能,加熱送風(fēng)井新風(fēng),使加熱后的新風(fēng)滿足冬季井筒防凍需求。通過熱管真空度控制,當(dāng)?shù)蜏匮h(huán)熱水溫度低于觸發(fā)防凍能力設(shè)定溫度時,制冷介質(zhì)停止蒸發(fā)并停留在蒸發(fā)段,無法上升至冷凝段,設(shè)備換熱停止;冷凝段雖被冷空氣沖刷,但由于熱管內(nèi)部為空管狀態(tài),因此不會因內(nèi)部滯留液體結(jié)凍而導(dǎo)致管殼崩裂,有效延長設(shè)備使用壽命。通過12個周期的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行與數(shù)據(jù)分析,確定了熱管換熱器的最佳制冷劑為... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 井筒防凍研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 課題研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第2章 相變式重力熱管換熱器
    2.1 換熱器
        2.1.1 換熱器簡介
        2.1.2 換熱器分類
        2.1.3 熱回收設(shè)備在礦井應(yīng)用中的優(yōu)劣勢對比
    2.2 熱管式換熱器
        2.2.1 熱管原理
        2.2.2 熱管結(jié)構(gòu)
        2.2.3 熱管換熱器類型
        2.2.4 熱管的工作極限
        2.2.5 熱管理論
        2.2.6 熱管應(yīng)用于礦井新風(fēng)加熱的優(yōu)勢
    2.3 防凍型重力熱管換熱器加熱井筒新風(fēng)工作原理
    2.4 本章小結(jié)
第3章 熱管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
    3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參照的典型案例
    3.2 熱管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.1 工質(zhì)與管材選擇
        3.2.2 熱管排列方式與放置形式
        3.2.3 熱管換熱器長度比
        3.2.5 管徑與擴(kuò)展表面選擇
        3.2.6 熱管根數(shù)與排列方式
    3.3 熱管結(jié)構(gòu)分析
        3.3.1 熱管的熱阻
        3.3.2 傳熱系數(shù)
        3.3.3 翅化效率和翅化比
        3.3.4 氣體繞流翅片管時的放熱系數(shù)和阻力
        3.3.5 流體繞流光管管束時的放熱系數(shù)和阻力
        3.3.6 熱管的工作溫度
        3.3.7 傳熱平均溫差
    3.4 本章小結(jié)
第4章 熱管實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì)與安裝
    4.1 實(shí)驗(yàn)臺功能介紹
    4.2 熱管換熱器
    4.3 熱管制冷劑快充閥門設(shè)計(jì)
    4.4 傳熱介質(zhì)填充裝置設(shè)計(jì)
    4.5 實(shí)驗(yàn)臺輔助設(shè)備選型
        4.5.1 實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)圖
        4.5.2 相關(guān)設(shè)備選型
        4.5.3 數(shù)據(jù)采集裝置與控制裝置
    4.6 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行與結(jié)果分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)臺運(yùn)行過程
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.1 熱管啟動溫度與工作溫度
        5.2.2 氣體繞流翅片管時的放熱系數(shù)和阻力
        5.2.3 流體繞流光管管束時的放熱系數(shù)和阻力
        5.2.4 傳熱系數(shù)
        5.2.5 真空度對熱管工作溫度的影響
    5.3 本章小結(jié)
第6章 熱管換熱器在邢臺礦的工業(yè)性實(shí)驗(yàn)
    6.1 設(shè)備測驗(yàn)運(yùn)行背景
    6.2 工業(yè)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
    6.3 工業(yè)性實(shí)驗(yàn)安裝
    6.4 設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)
    6.5 工業(yè)性實(shí)驗(yàn)結(jié)論
第7章 主要結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]利用自然風(fēng)壓解決冬季井筒結(jié)冰問題[J]. 王清來,楊成林.  采礦技術(shù). 2012(06)
[7]冬季礦井入風(fēng)預(yù)熱方案比較和選擇[J]. 連海瑛.  現(xiàn)代礦業(yè). 2012(08)
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[9]淺談礦井井筒防凍設(shè)計(jì)[J]. 金廣家.  煤礦現(xiàn)代化. 2011(02)
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博士論文
[1]兩淮煤田地溫場分布規(guī)律及其控制模式研究[D]. 徐勝平.安徽理工大學(xué) 2014
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[3]多功能變工況熱泵系統(tǒng)分析及其在梧桐莊礦的應(yīng)用研究[D]. 劉存玉.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013

碩士論文
[1]動力型熱管內(nèi)R134a流動凝結(jié)特性實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 邵杰.青島大學(xué) 2017
[2]單線內(nèi)螺紋重力熱管強(qiáng)化換熱實(shí)驗(yàn)研究[D]. 杜斌.青島理工大學(xué) 2016
[3]重力熱管換熱器傳熱分析與數(shù)值模擬[D]. 程冉冉.江蘇科技大學(xué) 2016
[4]污泥過熱蒸汽聯(lián)合干燥及熱管余熱利用設(shè)備研究[D]. 曹偉.南昌航空大學(xué) 2015
[5]工業(yè)鍋爐（窯爐）節(jié)能工藝技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 劉雨洋.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[6]限電背景下光伏發(fā)電項(xiàng)目投資策略研究[D]. 楊智奇.上海交通大學(xué) 2014
[7]低溫工業(yè)廢水余熱提取技術(shù)研究[D]. 張傳龍.天津大學(xué) 2014
[8]螺紋槽重力熱管傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究[D]. 杜猛.青島理工大學(xué) 2014
[9]礦井總回風(fēng)熱能回收綜合利用研究[D]. 孫冠男.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2012
[10]高水分遠(yuǎn)程惰氣發(fā)生器的換熱研究[D]. 周麗萍.湖南科技大學(xué) 2009



本文編號：3692948