外表面污垢對(duì)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(jī)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(wèn)題之一。因此，深入開展深井熱害防治對(duì)于保障我國(guó)深部煤炭資源安全、高效的開采具有重大的理論與現(xiàn)實(shí)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(diǎn)研究對(duì)象。
　　礦用空冷器在使用過(guò)程中，礦塵

2、易沉積在其表面，高濕也會(huì)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)，污垢對(duì)其的影響不同，污垢對(duì)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(shí)，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(jiǎn)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(duì)礦用空冷器換熱效果的影響，通過(guò)模擬計(jì)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(duì)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(shí)，污垢對(duì)空冷

4、器換熱性能的影響較小，可以忽略。
　　通過(guò)對(duì)模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比，驗(yàn)證了模型的相對(duì)正確性。利用驗(yàn)證的模型模擬計(jì)算得到了實(shí)際工況下不同污染程度時(shí)經(jīng)礦井降溫設(shè)備處理后的空氣平均溫度值，預(yù)測(cè)降溫系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)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(jì)要求。同樣的運(yùn)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