高温矿井降温系统热湿交换研究

高温矿井降温系统热湿交换研究

论文摘要

本文通过对矿区地热地质环境、大气环境、生产环境的分析,指出了矿井热环境对矿井生产建设的影响,归纳了引起矿井热害的主要热源,并给出相应的计算方法,得出工作面需冷量与通风量之间的关系。根据冰输冷降温系统在矿井中的应用实践,提出对该系统中输冰管路保冷层厚度优化设计方案。针对单层保冷管路,建立数学模型,确定防止外表面结露的经济层厚度;对双层保冷管路,给出设计结构,同时选定保冷层材料,为降低输冷管路的冷量损失和运行成本提供理论依据。同时,采用热效率分析法,得出冷负荷、换热管管径、冷热流体流速等因素对空冷器换热效率的影响,这对空冷器结构高效、节能的设计提出了新的参考。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 课题提出的背景
  • 1.2 国内外对矿井降温技术的研究现状
  • 1.2.1 国外对矿井降温技术的研究
  • 1.2.2 我国对矿井降温技术的研究
  • 1.3 课题研究的内容、思路及方法
  • 1.3.1 主要研究内容
  • 1.3.2 研究的重点和难点
  • 1.3.3 研究的思路和方法
  • 2 矿井热环境分析与矿井降温的意义
  • 2.1 矿井热环境分析
  • 2.1.1 矿井地热地质环境
  • 2.1.2 矿区大气环境
  • 2.1.3 矿井生产环境
  • 2.2 矿井热环境对矿井生产的影响
  • 2.2.1 矿井热环境对矿工身体健康的影响
  • 2.2.2 矿井热环境对劳动生产率的影响
  • 2.2.3 矿井热环境对生产安全的影响
  • 3 矿井热源分析及采煤工作面需冷量计算
  • 3.1 矿井热源分析
  • 3.2 采煤工作面需冷量的计算与分析
  • 3.2.1 采煤工作面需冷量的计算
  • 3.2.2 工作面需冷量与风量的关系
  • 4 冰输冷降温系统的设计
  • 4.1 冰的吸热能力分析
  • 4.2 冰输冷降温系统的设计流程及工作原理
  • 4.2.1 冰的制备
  • 4.2.2 冰的输送
  • 4.2.3 冰的融化
  • 4.3 冰输冷降温系统的特点
  • 4.4 冰冷却降温系统需冰量的计算
  • 4.4.1 输冰管道冷损失计算
  • 4.4.2 冰冷却降温系统的需冰量需冰量计算
  • 5 输冷管道的热力计算及保冷措施研究
  • 5.1 保冷管道热力计算
  • 5.2 热力计算中参数的取值
  • 5.3 保冷材料的性能分析及选取
  • 5.3.1 矿井保冷材料的技术要求
  • 5.3.2 保冷材料导热系数及其影响因素
  • 5.4 保冷层厚度确定原则及其计算方法
  • 5.4.1 允许最大冷损失下保冷厚度
  • 5.4.2 防止外表面结露的保冷厚度
  • 5.4.3 经济保冷厚度
  • 5.5 保冷厚度优化设计计算
  • 5.5.1 数学模型的建立
  • 5.5.2 数学模型的求解
  • 5.5.3 优化计算中各参数的确定
  • 5.6 全封闭双层输冷管道保冷结构设计
  • 6 空气冷却器优化设计
  • 6.1 管壳式换热器设计原理
  • 6.2 管壳式换热器换热效率分析
  • 6.2.1 热交换器的换热效率
  • 6.2.2 换热效率与有关物理量之间的关系
  • 7 红阳三矿冰输冷降温系统应用实例
  • 7.1 矿井简介
  • 7.2 矿井需冷量计算
  • 7.2.1 矿井的主要热源
  • 7.2.2 矿井需冷量计算实例
  • 7.3 红阳三矿冰输冷降温系统工艺流程
  • 7.3.1 冰输冷降温系统运行状况
  • 7.3.2 制冷降温效果
  • 7.4 红阳三矿输冷管路优化设计实例
  • 8 结论及展望
  • 8.1 结论
  • 8.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表论文情况
  • 相关论文文献

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