本文關(guān)鍵詞：高溫礦井回采工作面煤壁傳熱傳質(zhì)特性研究

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【摘要】：隨著煤炭開采深度的不斷延伸,礦井工作面呈現(xiàn)的高溫?zé)岷栴}不容忽視。本文研究采煤工作面煤壁傳熱傳質(zhì)特性及煤壁與風(fēng)流的換熱機(jī)理,對(duì)于礦井采煤面的熱害治理,有效調(diào)節(jié)采煤工作面的高溫環(huán)境,創(chuàng)造符合安全規(guī)程規(guī)定的井下工作環(huán)境具有重要意義。本論文對(duì)回采工作面煤壁與風(fēng)流之間傳熱理論與傳質(zhì)理論進(jìn)行分析,建立了濕潤(rùn)壁面的數(shù)學(xué)換熱模型。通過對(duì)濕潤(rùn)壁面和風(fēng)流的換熱研究,用顯熱微分表達(dá)式和潛熱微分表達(dá)式表示的總換熱量方程與用不穩(wěn)定換熱系數(shù)和其他散熱量表示的總換熱量方程聯(lián)立,求得不穩(wěn)定換熱系數(shù)的理論關(guān)系式。在理論分析的基礎(chǔ)上,對(duì)高溫礦井開采工作面井巷氣象參數(shù)的實(shí)測(cè),分析不同開采時(shí)期礦井下的溫度、濕度和熱量的變化規(guī)律以及季節(jié)對(duì)礦井風(fēng)流的影響。根據(jù)實(shí)際礦井條件參數(shù),相關(guān)傳熱傳質(zhì)理論和相似理論,建立了礦井回采工作面物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?設(shè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù),模擬回采工作面風(fēng)流的溫度和濕度分布規(guī)律,分析了礦井回采工作面濕潤(rùn)壁面與風(fēng)流的傳熱傳質(zhì)特點(diǎn)。煤壁與風(fēng)流的換熱是一個(gè)不穩(wěn)定的換熱過程,沿著風(fēng)流方向的熱量交換過程為:初始階段換熱較強(qiáng)烈→逐漸減弱階段→最終喪失換熱能力。通過簡(jiǎn)化計(jì)算得到顯熱交系數(shù)和潛熱交換系數(shù)的關(guān)系,據(jù)此關(guān)系計(jì)算得出礦井中煤壁與風(fēng)流的熱交換潛熱量約為顯熱量的四倍。對(duì)不穩(wěn)定換熱系數(shù)隨風(fēng)流相對(duì)濕度、風(fēng)速、風(fēng)流溫度、壁面溫度變化關(guān)系分析,得出煤壁與風(fēng)流的不穩(wěn)定換熱在很大程度上取決于風(fēng)流中潛熱量的變化。另外,運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)方法分析,得到不同因素對(duì)不穩(wěn)定換熱系數(shù)的影響程度為:風(fēng)速壁面溫度風(fēng)流相對(duì)濕度風(fēng)流溫度。最后,根據(jù)不穩(wěn)定換熱系數(shù)理論研究與實(shí)驗(yàn)研究,綜合考慮各參數(shù)對(duì)在不穩(wěn)定換熱影響,得到回采工作面的不穩(wěn)定換熱特性并擬合出有效換熱區(qū)間內(nèi)的不穩(wěn)定換熱系數(shù)圖,為計(jì)算礦井冷負(fù)荷提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：高溫礦井 回采工作面 傳熱傳質(zhì) 不穩(wěn)定換熱系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD727.2
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 變量注釋表16-18
• 1 緒論18-27
• 1.1 研究背景18-20
• 1.2 研究意義20
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-23
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線23-26
• 1.5 本章小結(jié)26-27
• 2 礦井回采工作面?zhèn)鳠醾髻|(zhì)理論研究27-49
• 2.1 傳熱的基本原理27-29
• 2.2 傳質(zhì)的基本原理29-30
• 2.3 回采工作面熱濕交換微分方程30-34
• 2.4 對(duì)流換熱與對(duì)流傳質(zhì)分析34-37
• 2.5 濕潤(rùn)壁面對(duì)流換熱的簡(jiǎn)化計(jì)算37-41
• 2.6 濕潤(rùn)壁面換熱數(shù)學(xué)模型41-48
• 2.7 本章小結(jié)48-49
• 3 回采工作面熱環(huán)境實(shí)測(cè)研究49-67
• 3.1 礦井微氣候的基本參數(shù)49-51
• 3.2 回采工作面熱環(huán)境參數(shù)的測(cè)定51-53
• 3.3 回采工作面熱環(huán)境實(shí)測(cè)熱環(huán)境參數(shù)分析53-62
• 3.4 回采工作面熱濕交換分析62-66
• 3.5 本章小結(jié)66-67
• 4 回采工作面不穩(wěn)定換熱實(shí)驗(yàn)研究67-92
• 4.1 物理原型的描述67
• 4.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)模型介紹67-69
• 4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理與回歸分析69-71
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析71-84
• 4.5 正交試驗(yàn)分析84-86
• 4.6 不穩(wěn)定換熱系數(shù)86-91
• 4.7 本章小結(jié)91-92
• 5 回采工作面煤壁傳熱傳質(zhì)特性92-96
• 5.1 回采工作面煤壁與風(fēng)流的傳熱傳質(zhì)特性分析92-94
• 5.2 礦井熱害治理的發(fā)展方向94-95
• 5.3 本章小結(jié)95-96
• 6 結(jié)論與展望96-98
• 6.1 結(jié)論96-97
• 6.2 展望97-98
• 參考文獻(xiàn)98-103
• 作者簡(jiǎn)歷103-105
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集105

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