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基于强化传热和流阻特性的矿用空冷器结构优化
1
作者
杜翠凤
晋
伟
博
+2 位作者
王九柱
王远
杜帅
《金属矿山》
CAS
北大核心
2023年第7期66-73,共8页
矿用空冷器作为井下水冷降温系统的末端设备,被广泛应用于各类高温矿井中。针对现有矿用空冷器换热效率及冷量利用率低的问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,从管程和壳程两个角度出发,对表面式空冷器的结构进行了优化,对比了光...
矿用空冷器作为井下水冷降温系统的末端设备,被广泛应用于各类高温矿井中。针对现有矿用空冷器换热效率及冷量利用率低的问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,从管程和壳程两个角度出发,对表面式空冷器的结构进行了优化,对比了光管空冷器和波纹管空冷器的传热性能,揭示了管程波峰高度以及壳程管道排列方式对于矿用空冷器综合性能(传热性能和流阻特性)的影响。结果表明:波纹管空冷器相较于光管空冷器具有更好的传热性能;改变波高可以使传热特性提高约24%~135%,但同样会使管内流动阻力增大176%~767%;在所模拟的5种波峰高度内,波峰高度为3 mm的波纹管具有最佳的综合性能,并且在雷诺数为4 977时达到最佳性能,综合评价因子达到最大值1.27;在4种管道排列方式中,管道叉排相较于传统的顺排方式,可以使得换热量提高约13%。研究成果对于提高矿用空冷器的传热效率,改善井下高温热环境具有一定的参考意义。
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关键词
矿用空冷器
波纹管
强化传热
管道排列
结构优化
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职称材料
高温高湿巷道内不稳定换热系数影响因素分析及模型建立
2
作者
杜翠凤
杜帅
+2 位作者
王九柱
王远
晋
伟
博
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期91-98,共8页
为研究高温高湿巷道不稳定换热系数的变化规律,采用Fluent软件对高温高湿巷道内的热湿交换进行数值模拟,通过单因素和正交模拟实验探讨风流温度、风流速度、岩石导热系数、原岩温度以及巷道当量直径对高温高湿巷道不稳定换热系数的影响...
为研究高温高湿巷道不稳定换热系数的变化规律,采用Fluent软件对高温高湿巷道内的热湿交换进行数值模拟,通过单因素和正交模拟实验探讨风流温度、风流速度、岩石导热系数、原岩温度以及巷道当量直径对高温高湿巷道不稳定换热系数的影响。研究结果表明:高温高湿巷道不稳定换热系数随时间的变化规律与普通巷道一致,均与通风时间呈负相关,但通风时间为1 a的高温高湿巷道不稳定换热系数较普通巷道增加了12.5%。通过单因素分析得到风流速度、岩石导热系数和当量直径与不稳定换热系数呈正相关。通过极差分析得到各因素对不稳定换热系数的影响程度为:岩石导热系数>当量直径>风流速度>风流温度>原岩温度。利用SPSS软件对正交实验数据进行拟合,建立不稳定换热系数的计算模型,拟为高温高湿巷道内热负荷计算及井下风温预测提供参考。
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关键词
高温高湿巷道
不稳定换热系数
数值模拟
影响因素分析
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职称材料
题名
基于强化传热和流阻特性的矿用空冷器结构优化
1
作者
杜翠凤
晋
伟
博
王九柱
王远
杜帅
机构
北京科技大学土木与资源工程学院
出处
《金属矿山》
CAS
北大核心
2023年第7期66-73,共8页
基金
“十四五”国家重点研发计划项目(编号:2022YFC2905003)。
文摘
矿用空冷器作为井下水冷降温系统的末端设备,被广泛应用于各类高温矿井中。针对现有矿用空冷器换热效率及冷量利用率低的问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,从管程和壳程两个角度出发,对表面式空冷器的结构进行了优化,对比了光管空冷器和波纹管空冷器的传热性能,揭示了管程波峰高度以及壳程管道排列方式对于矿用空冷器综合性能(传热性能和流阻特性)的影响。结果表明:波纹管空冷器相较于光管空冷器具有更好的传热性能;改变波高可以使传热特性提高约24%~135%,但同样会使管内流动阻力增大176%~767%;在所模拟的5种波峰高度内,波峰高度为3 mm的波纹管具有最佳的综合性能,并且在雷诺数为4 977时达到最佳性能,综合评价因子达到最大值1.27;在4种管道排列方式中,管道叉排相较于传统的顺排方式,可以使得换热量提高约13%。研究成果对于提高矿用空冷器的传热效率,改善井下高温热环境具有一定的参考意义。
关键词
矿用空冷器
波纹管
强化传热
管道排列
结构优化
Keywords
mine air cooler
corrugated pipe
enhanced heat transfer
pipe arrangement
structural optimization
分类号
TD72 [矿业工程—矿井通风与安全]
X936 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
高温高湿巷道内不稳定换热系数影响因素分析及模型建立
2
作者
杜翠凤
杜帅
王九柱
王远
晋
伟
博
机构
北京科技大学土木与资源工程学院
出处
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期91-98,共8页
基金
“十三五”国家重点研发计划项目(2018YFC0604605)。
文摘
为研究高温高湿巷道不稳定换热系数的变化规律,采用Fluent软件对高温高湿巷道内的热湿交换进行数值模拟,通过单因素和正交模拟实验探讨风流温度、风流速度、岩石导热系数、原岩温度以及巷道当量直径对高温高湿巷道不稳定换热系数的影响。研究结果表明:高温高湿巷道不稳定换热系数随时间的变化规律与普通巷道一致,均与通风时间呈负相关,但通风时间为1 a的高温高湿巷道不稳定换热系数较普通巷道增加了12.5%。通过单因素分析得到风流速度、岩石导热系数和当量直径与不稳定换热系数呈正相关。通过极差分析得到各因素对不稳定换热系数的影响程度为:岩石导热系数>当量直径>风流速度>风流温度>原岩温度。利用SPSS软件对正交实验数据进行拟合,建立不稳定换热系数的计算模型,拟为高温高湿巷道内热负荷计算及井下风温预测提供参考。
关键词
高温高湿巷道
不稳定换热系数
数值模拟
影响因素分析
Keywords
high temperature and high humidity roadway
unstable heat transfer coefficient
numerical simulation
influencing factors analysis
分类号
X936 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于强化传热和流阻特性的矿用空冷器结构优化
杜翠凤
晋
伟
博
王九柱
王远
杜帅
《金属矿山》
CAS
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
2
高温高湿巷道内不稳定换热系数影响因素分析及模型建立
杜翠凤
杜帅
王九柱
王远
晋
伟
博
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
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