外表面污垢對礦用空冷器換熱性能影響的研究.pdf

1、隨著礦井開采深度的增加和機械化程度的不斷提高，礦井熱害日益突出。礦井高溫高濕環(huán)境嚴(yán)重危害井下工作人員的身體健康和安全，影響工作效率，已成為制約礦井安全開采的重大問題之一。因此，深入開展深井熱害防治對于保障我國深部煤炭資源安全、高效的開采具有重大的理論與現(xiàn)實意義。礦用空冷器是礦井降溫系統(tǒng)的末端設(shè)備，為降低礦井工作面溫度提供保障，其性能好壞直接影響降溫效果，所以，礦用空冷器一直被業(yè)界作為重點研究對象。
　　礦用空冷器在使用過程中，礦塵

2、易沉積在其表面，高濕也會導(dǎo)致其表面結(jié)露而粘附更多的顆粒，從而形成污垢，既而影響其換熱效率，影響降溫效果。本文主要研究礦用空冷器的外表面污垢對其換熱的影響。
　　本文從理論上分析了礦用空冷器外表面污垢的形成及其對空冷器換熱性能的影響。以某煤礦深井降溫系統(tǒng)為原型，研究了礦用空冷器外表面污垢的厚度和污垢熱導(dǎo)率對空冷器換熱性能的影響，得到空冷器總傳熱系數(shù)隨污垢厚度的增加而減小;污垢熱導(dǎo)率不同時，污垢對其的影響不同，污垢對總傳熱系數(shù)的影響隨

3、著污垢熱導(dǎo)率的增大而減弱;當(dāng)取煤灰的熱導(dǎo)率為1.93W/(m· K)時，空冷器的總傳熱系數(shù)基本不變，污垢的影響可忽略。
　　本文利用Gambit建立了空冷器的簡化三維模型，利用FLUENT軟件模擬研究了不同污垢厚度和污垢熱導(dǎo)率對礦用空冷器換熱效果的影響，通過模擬計算得到空冷器出口空氣平均溫度隨污垢厚度的增加而升高，即換熱效果減弱;污垢熱導(dǎo)率越大，污垢對空冷器換熱性能的影響越小，當(dāng)取煤灰的熱導(dǎo)率為1.93W/(m·K)時，污垢對空冷

4、器換熱性能的影響較小，可以忽略。
　　通過對模擬計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)的對比，驗證了模型的相對正確性。利用驗證的模型模擬計算得到了實際工況下不同污染程度時經(jīng)礦井降溫設(shè)備處理后的空氣平均溫度值，預(yù)測降溫系統(tǒng)在實際運行的過程中，污垢的存在將直接減弱空冷器的換熱，降溫效果減弱，且隨著污垢厚度的增加而惡化，礦井環(huán)境溫度將達(dá)不到設(shè)計要求。同樣的運行條件下，空冷器外表面污垢厚度每增加0.1mm，礦井環(huán)境溫度升高約0.3～0.4℃。
　　利用