本文關(guān)鍵詞：深熱礦井獨頭巷道內(nèi)空氣溫度數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著礦井開采深度的增加和采礦機械化程度的提高,礦井熱害問題日趨嚴重。井下高溫環(huán)境,不僅危害井下工作人員的身心健康,降低勞動生產(chǎn)效率,同時對礦井生產(chǎn)安全也造成了很大的威脅。因此,深入研究深井熱害問題已成為礦山開采的一項技術(shù)發(fā)展重點。為解決深熱礦井獨頭巷道高溫問題,提出雙層風筒通風的隔熱方法,對深熱礦井獨頭巷道內(nèi)空氣溫度分布進行研究。參考前人對獨頭巷道高溫治理的研究成果,結(jié)合傳熱學、流體力學和礦井通風學等相關(guān)學科理論,在闡述礦井主要熱源及分析雙層風筒隔熱原理的基礎(chǔ)上,對獨頭巷道內(nèi)風流熱交換過程進行分析。根據(jù)獨頭巷道內(nèi)流場特性及三大守恒定律,建立獨頭巷道數(shù)學模型,并運用有限元分析法從理論上進行求解。從獨頭巷道高溫問題的實際情況出發(fā),利用ANSYS軟件建立獨頭巷道流場的幾何模型,對不同入口風速和不同入口風溫條件下獨頭巷道內(nèi)空氣溫度分布進行模擬研究。并對普通風筒和雙層風筒在獨頭巷道內(nèi)的應(yīng)用效果進行現(xiàn)場試驗。研究結(jié)果表明:獨頭巷道壓入式局部通風時,風筒出口射流屬于有限貼壁射流,入口風速v=10 m/s是風筒出口射流能否到達工作面的臨界值;當其它條件相同時,在一定范圍內(nèi),隨著入口風速的增大,獨頭巷道內(nèi)空氣溫度會降低,隨著入口風溫的升高,獨頭巷道內(nèi)低溫區(qū)面積會越來越小,巷道同一高度的空氣溫度會有所升高;雙層風筒隔熱效果比普通風筒隔熱效果好,原因在于雙層風筒空氣層內(nèi)的空氣導熱系數(shù)低于風筒材料的導熱系數(shù),處于靜止狀態(tài)的空氣層能夠起到有效的隔熱作用。綜合理論計算、模擬結(jié)果、現(xiàn)場試驗等對比分析,采用雙層風筒通風對高溫獨頭巷道能夠起到降溫效果,具有實際應(yīng)用價值,這將為礦井獨頭巷道熱害治理提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。
【關(guān)鍵詞】：雙層風筒 獨頭巷道 溫度分布 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD727.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究的背景與意義11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究的目的和意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 研究的主要內(nèi)容18-19
• 1.4 研究方法及技術(shù)線路19-21
• 1.4.1 研究方法19
• 1.4.2 研究技術(shù)路線19-21
• 第二章 礦井熱源及獨頭巷道內(nèi)熱交換理論分析21-40
• 2.1 熱源分類21-27
• 2.1.1 地表大氣21-23
• 2.1.2 空氣自壓縮23
• 2.1.3 圍巖散熱23-24
• 2.1.4 機電設(shè)備散熱24-25
• 2.1.5 礦井水散熱25-26
• 2.1.6 作業(yè)面人員散熱26
• 2.1.7 礦物氧化放熱及其他26-27
• 2.2 獨頭巷道內(nèi)熱交換理論分析27-35
• 2.2.1 獨頭巷道內(nèi)空氣基本參數(shù)27-29
• 2.2.2 獨頭巷道的熱交換分析29-35
• 2.3 雙層風筒隔熱性分析35-39
• 2.3.1 雙層風筒結(jié)構(gòu)35-36
• 2.3.2 雙層風筒的熱交換過程36-38
• 2.3.3 雙層風筒空氣層狀態(tài)的確定38-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第三章 獨頭巷道內(nèi)風流基本理論及數(shù)學模型40-50
• 3.1 獨頭巷道內(nèi)風流基本理論40-42
• 3.1.1 風筒內(nèi)風流的狀態(tài)40-41
• 3.1.2 風筒外風流的狀態(tài)41-42
• 3.1.3 獨頭巷道內(nèi)流場分析42
• 3.2 紊流對流換熱的雷諾時均方程42-44
• 3.3 紊流模型44-45
• 3.4 控制方程的離散化45-49
• 3.4.1 有限元法概述46-47
• 3.4.2 數(shù)值求解47-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 獨頭巷道內(nèi)溫度數(shù)值模擬50-65
• 4.1 ANSYS分析概述50-52
• 4.1.1 問題定義50-51
• 4.1.2 前處理和求解過程51-52
• 4.1.3 后處理過程52
• 4.2 流場模擬求解52-55
• 4.2.1 幾何模型的建立52-53
• 4.2.2 物理模型的建立53
• 4.2.3 網(wǎng)格的劃分及邊界條件的施加53-54
• 4.2.4 分析參數(shù)的設(shè)置54-55
• 4.2.5 求解迭代計算55
• 4.3 速度場模擬結(jié)果及分析55-60
• 4.3.1 不同截面時的結(jié)果及分析56-57
• 4.3.2 入口風速不同時的結(jié)果及分析57-59
• 4.3.3 入口風溫不同時的結(jié)果及分析59-60
• 4.4 溫度場模擬結(jié)果分析60-63
• 4.4.1 不同截面時的結(jié)果及分析60-61
• 4.4.2 入口風速不同時的結(jié)果及分析61-62
• 4.4.3 入口風溫不同時的結(jié)果及分析62-63
• 4.5 雙層風筒空氣層模擬結(jié)果及分析63-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 第五章 普通風筒與雙層風筒通風時巷道內(nèi)空氣溫度比較65-73
• 5.1 理論分析65-67
• 5.2 模擬結(jié)果分析67-69
• 5.2.1 巷道內(nèi)空氣溫度模擬結(jié)果及分析67-68
• 5.2.2 風筒內(nèi)空氣層溫度分析68-69
• 5.3 現(xiàn)場測試69-71
• 5.3.1 基本資料69-70
• 5.3.2 測定內(nèi)容及測點分布70
• 5.3.3 測定數(shù)據(jù)70-71
• 5.3.4 數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-74
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78-79
• 攻讀學位期間的研究成果79-80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 龍騰騰;周科平;陳慶發(fā);李杰林;;基于PMV指標的掘進巷道通風效果的數(shù)值模擬[J];安全與環(huán)境學報;2008年03期

2 肖林京;肖洪彬;李振華;;基于ANSYS的綜采工作面降溫優(yōu)化設(shè)計[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2008年01期

3 石建中,劉堂文;高溫礦井空調(diào)冷負荷計算[J];工業(yè)安全與防塵;2001年03期

4 張洋;孫學峰;朱國敏;褚召祥;;局部降溫技術(shù)在高溫回采工作面的應(yīng)用[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2014年04期

5 朱庭浩;白善才;周成梅;;掘進工作面的PMV評價指標研究[J];科技信息;2009年35期

6 趙成龍;陳喜山;;基于Fluent的獨頭巷道通風降溫的數(shù)值模擬研究[J];現(xiàn)代礦業(yè);2011年02期

7 周西華,王繼仁,單亞飛,王樹剛,梁棟;掘進巷道風流溫度分布規(guī)律的數(shù)值模擬[J];中國安全科學學報;2002年02期

  本文關(guān)鍵詞：深熱礦井獨頭巷道內(nèi)空氣溫度數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：382211