基于功能仿生的新型抑塵礦用空冷器設計及性能分析.pdf

1、隨著礦井開采深度的增加，熱害也越來越嚴重，采煤面空冷器作為末端降溫設備在節(jié)能中具有重要的地位。由于高溫高濕高粉塵的惡劣環(huán)境，空冷器表面沉積了大量的粉塵，這不但引起換熱效率的下降，而且造成了系統(tǒng)能耗的增加。因此對空冷器翅片積塵及抑塵的研究具有實際的應用價值和意義。
　　本課題在查閱國內(nèi)外文獻的基礎上，探究了粗糙固體表面的靜態(tài)潤濕性及動態(tài)潤濕性與固體表面自清潔的關系。設計空冷器積塵測試實驗，搭建模擬試驗臺，研究普通空冷器積塵特點，確定

2、影響積塵各相關因素，利用正交回歸實驗，建立空冷器單位面積積塵量與風流速度、粉塵濃度以及翅片間距之間的數(shù)學模型關系,對其進行顯著性檢驗，探究普通空冷器表面積塵特性。
　　根據(jù)空冷器粉塵沉積及各相關影響因素的特點，基于“荷葉效應”對翅片表面尺度幾何結構進行了設計，通過對翅片間距進行優(yōu)化設計，確定新型仿生抑塵空冷器結構。通過數(shù)值分析的方法對空冷器翅片間流場及制冷情況進行仿真實驗，研究新型仿生空冷器降溫效果。
　　研究鋁基仿生金屬表

3、面的加工制備方法，采用酸刻蝕-沸水浴方法得到仿生微納米復合結構表面，經(jīng)過低表面能材料修飾后，得到超疏水仿生金屬表面，并對鋁基超疏水仿生表面的潤濕性、表面積塵、表面自清潔進行測試，結果表明：鋁基仿生金屬表面是微納米復合結構表面，經(jīng)過低表面能材料PDES修飾，可以實現(xiàn)表面的高接觸角、低滾動角超疏性能，具有一定的抑塵功能，表面在水滴沖刷下可以實現(xiàn)表面的自清潔，保持金屬表面的清潔度，實現(xiàn)了鋁基金屬翅片表面的抑塵及自清潔。
　　本課題的研究