本文關(guān)鍵詞：基于圍巖散熱的巷道風(fēng)流溫濕度參數(shù)變化規(guī)律研究

  更多相關(guān)文章： 熱害礦井 風(fēng)溫預(yù)測 圍巖散熱 熱濕交換 變化規(guī)律

【摘要】：高溫礦井潮濕巷道風(fēng)流溫度的準(zhǔn)確預(yù)測一直是困擾礦井降溫設(shè)計的難題,而高溫礦井中導(dǎo)致風(fēng)流溫升的主要熱源是圍巖散熱。因此本文主要研究圍巖散熱對風(fēng)流溫升的影響,擬采用圍巖散熱計算的兩種方法,得到了潮濕巷道風(fēng)流溫度預(yù)測的兩種方法。一種通過建立圍巖內(nèi)部微分方程來求解圍巖散熱。利用半無限大平板的導(dǎo)熱模型描述圍巖內(nèi)部導(dǎo)熱過程,考慮風(fēng)流與濕壁巷道的熱濕交換。用濕度系數(shù)法計算巷壁與風(fēng)流的潛熱交換量,將飽和空氣的含濕量擬合成溫度的線性函數(shù),并引入綜合換熱系數(shù)、綜合風(fēng)流溫度,運用拉普拉斯變換求解巷道內(nèi)部圍巖導(dǎo)熱微分方程,得到圍巖內(nèi)部溫度分布的非穩(wěn)態(tài)理論解。提出潮濕巷道實際壁面溫度應(yīng)根據(jù)壁面潮濕系數(shù),由完全濕潤巷壁溫度與完全干燥巷壁溫度的加權(quán)得到。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)熱濕平衡原理,建立風(fēng)流與巷道的傳熱和傳質(zhì)模型,運用中心差分格式推導(dǎo)出巷道風(fēng)流溫濕度的非穩(wěn)態(tài)理論解�；谟嬎銓嵗�,運用maple數(shù)學(xué)軟件編制計算程序計算風(fēng)流溫濕度,并分析了圍巖內(nèi)部溫度、壁面溫度、風(fēng)流溫濕度的變化規(guī)律。結(jié)果表明:(1)風(fēng)流溫度隨巷道軸向距離增加,且增加幅度逐漸減小。含濕量隨軸向距離大致呈線性增加。(2)巷道潮濕程度高,風(fēng)溫越低,含濕量越高,風(fēng)流的焓值越高。(3)巷道表面潮濕程度過高時,由于水分蒸發(fā)的影響可能出現(xiàn)壁溫低于風(fēng)溫的現(xiàn)象,但此時傳熱方向仍為圍巖向風(fēng)流散熱。(4)增大風(fēng)量可以降低風(fēng)流溫度,但并不呈線性關(guān)系,隨著風(fēng)量增加降低幅度越來越小。(5)通風(fēng)時間對圍巖溫度和風(fēng)流溫濕度的影響大于風(fēng)速和壁面潮濕系數(shù)的影響。另一種是利用不穩(wěn)定換熱系數(shù)計算圍巖散熱量。根據(jù)井下風(fēng)流溫濕度的變化特點,提出了分多個區(qū)間將風(fēng)流含濕量多元線性回歸成風(fēng)流溫度與相對濕度的二元一次函數(shù),基于風(fēng)流焓值方程得到通風(fēng)時間小于1a與大于1a的巷道末端風(fēng)流溫度計算式�；谟嬎阗Y料中的實例,與資料中的計算結(jié)果對比來驗證計算精度,結(jié)果表明本文計算結(jié)果精度優(yōu)于資料中的結(jié)果。得到的計算式較前一種簡便,適合工程實踐。
【關(guān)鍵詞】：熱害礦井 風(fēng)溫預(yù)測 圍巖散熱 熱濕交換 變化規(guī)律
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD727
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題背景11-13
• 1.1.1 煤炭開采的深部發(fā)展11
• 1.1.2 深部礦井的熱害問題11-12
• 1.1.3 高溫作業(yè)環(huán)境的危害12-13
• 1.2 課題的提出與研究意義13-14
• 1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀及存在問題14-17
• 1.3.1 國外風(fēng)溫預(yù)測理論的發(fā)展14-15
• 1.3.2 國內(nèi)風(fēng)溫預(yù)測理論的發(fā)展15-16
• 1.3.3 存在問題16-17
• 1.4 研究內(nèi)容17-18
• 第二章 風(fēng)流溫濕度預(yù)測計算基礎(chǔ)理論18-35
• 2.1 礦井熱源18-22
• 2.1.1 相對熱源18-20
• 2.1.2 絕對熱源20-22
• 2.2 圍巖與風(fēng)流間的傳熱傳質(zhì)理論22-32
• 2.2.1 圍巖內(nèi)部熱傳導(dǎo)22-26
• 2.2.2 壁面與風(fēng)流間的熱濕交換理論26-30
• 2.2.3 不穩(wěn)定換熱系數(shù)30-32
• 2.3 風(fēng)流溫度預(yù)測方法概述32-33
• 2.3.1 統(tǒng)計經(jīng)驗法32
• 2.3.2 現(xiàn)場實測值統(tǒng)計法32
• 2.3.3 模擬巷道法32-33
• 2.3.4 數(shù)學(xué)分析法33
• 2.3.5 數(shù)值模擬法33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第三章 基于半無限大平板傳熱的風(fēng)流溫濕度預(yù)測35-47
• 3.1 壁面溫度求解35-41
• 3.1.1 數(shù)學(xué)模型的建立35-37
• 3.1.2 導(dǎo)熱微分方程組求解37-39
• 3.1.3 潮濕壁面溫度求解39-41
• 3.2 風(fēng)流溫濕度計算41-44
• 3.2.1 數(shù)學(xué)模型的建立41-43
• 3.2.2 步長的選取43-44
• 3.3 本章小結(jié)44-47
• 第四章 巷道軸向風(fēng)流溫濕度與徑向圍巖溫度的變化規(guī)律分析47-61
• 4.1 巷道徑向圍巖溫度的變化規(guī)律研究47-53
• 4.1.1 通風(fēng)時間對圍巖溫度分布的影響規(guī)律47-49
• 4.1.2 對流換熱系數(shù)對圍巖溫度分布的影響規(guī)律49-51
• 4.1.3 壁面潮濕程度對圍巖溫度分布的影響規(guī)律51-53
• 4.2 巷道軸向風(fēng)流溫濕度參數(shù)的時空變化規(guī)律53-59
• 4.2.1 通風(fēng)時間對風(fēng)流溫濕度參數(shù)的影響規(guī)律53-56
• 4.2.2 壁面潮濕程度對風(fēng)流溫濕度參數(shù)的影響規(guī)律56-58
• 4.2.3 對流換熱系數(shù)對風(fēng)流溫濕度的影響規(guī)律58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 第五章 基于不穩(wěn)定換熱系數(shù)的巷道風(fēng)流溫度預(yù)測方法61-73
• 5.1 概述61
• 5.2 焓值方程中含濕量項的二元一次化61-64
• 5.2.1 二元線性回歸系數(shù)求解61-63
• 5.2.2 含濕量項二元一次化的誤差分析63-64
• 5.3 風(fēng)流能量方程64-65
• 5.4 顯式預(yù)測式的推導(dǎo)65-68
• 5.4.1 通風(fēng)時間小于 1 a的巷道末端風(fēng)流溫度預(yù)測66-67
• 5.4.2 通風(fēng)時間大于 1 a的巷道風(fēng)流溫度預(yù)測67-68
• 5.5 巷道熱計算步驟68-70
• 5.6 新預(yù)測計算式的精度驗證70-71
• 5.6.1 驗證方法70-71
• 5.6.2 驗證結(jié)果71
• 5.7 本章小結(jié)71-73
• 第六章 主要結(jié)論及進(jìn)一步展望73-75
• 6.1 主要結(jié)論73-74
• 6.2 創(chuàng)新點74
• 6.3 不足與展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 附錄:攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 葛永慧;王建民;;礦井三維巷道建模方法的研究[J];工程勘察;2006年10期

2 宋化沂;關(guān)于巷道曲線部分加寬問題的探討[J];煤礦設(shè)計通訊;1966年04期

3 ;對巷道密閉材料的火災(zāi)危險性[J];煤礦安全;1972年04期

4 楊衛(wèi)平;設(shè)計最佳巷道斷面的探討[J];煤礦設(shè)計;1985年12期

5 內(nèi)野健一,王學(xué)仁;關(guān)于巷道火災(zāi)蔓延特性的研究[J];煤炭技術(shù);1991年03期

6 謝龍水,馮之艾;深部硬巖礦山高應(yīng)力巷道的設(shè)計思想與支護(hù)問題[J];世界采礦快報;1995年Z1期

7 尹華;梯形巷道斷面優(yōu)化分析[J];礦山壓力與頂板管理;2001年04期

8 劉勇,何元東;標(biāo)準(zhǔn)巷道斷面自動查詢繪制系統(tǒng)[J];煤炭工程;2001年10期

9 王如林;巷道斷面設(shè)計最優(yōu)方案探討[J];煤;2002年04期

10 李世英,尹常民,倪喜民;優(yōu)化巷道斷面 提高礦井效益[J];煤炭技術(shù);2002年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王文中;;金山店鐵礦東區(qū)巖層巷道“T”型交岔口穩(wěn)定性分析與對策研究[A];第八屆全國采礦學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

2 陳良周;任蘭花;;一種基于面模型的巷道三維自動建模方法研究[A];“華東六省一市地學(xué)科技論壇”論文專輯[C];2010年

3 寧亞文;;拱形巷道斷面簡易計算公式的推導(dǎo)與應(yīng)用[A];2012年全國煤礦安全學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

4 秦玉虎;雷醒民;范文;;用拱模型方法評價巷道上方場地的穩(wěn)定性[A];第三屆全國巖土與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C];2009年

5 劉鵬博;李路;姚永超;明世祥;;基于礦巖性質(zhì)模糊聚類分析的巷道分級支護(hù)研究[A];2011年中國礦業(yè)科技大會論文集[C];2011年

6 康延雷;孔凡堂;顏廷更;李士東;馮向東;馮龍彪;;巷道過斷層注漿加固的研究及應(yīng)用[A];2003年度優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集——煤礦先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)交流會論文集[C];2003年

7 沈兆奎;汪小平;陳仲杰;;巷道底臌的原因分析及其防治措施[A];2010全國采礦科學(xué)技術(shù)高峰論壇論文集[C];2010年

8 錢沛云;徐強(qiáng);朱之星;李海;蘇忠武;;巷道除塵設(shè)備的研究[A];煤礦機(jī)電一體化新技術(shù)及裝備學(xué)術(shù)研討論文專集[C];2003年

9 李生生;安許良;王志曉;;注漿充填技術(shù)在廢棄巷道治理中的應(yīng)用[A];中國煤炭學(xué)會成立五十周年系列文集2012年全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會議�？ㄏ拢C];2012年

10 伍佑倫;許夢國;盛建龍;;基于斷裂力學(xué)的巷道圍巖破壞區(qū)分析[A];第八次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 程占新;井下“小火車”顯神通[N];中國礦業(yè)報;2008年

2 記者 陳遙　通訊員 金淑峰;哈拉溝礦引進(jìn)吸塵高手[N];中國煤炭報;2012年

3 通訊員 高永健 本報記者 劉耀平;傾注心血改造 民生凝聚民心[N];中國煤炭報;2011年

4 本報記者 齊作權(quán);安全生產(chǎn)：永不竣工的工程[N];山西日報;2012年

5 胡九潭;陽煤集團(tuán)五礦挖根求源降成本[N];山西經(jīng)濟(jì)日報;2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 張志華;礦山巷道三維網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建及其路徑分析方法研究[D];西安科技大學(xué);2010年

2 傅培舫;實際巷道火災(zāi)過程熱物理參數(shù)變化規(guī)律與計算機(jī)仿真的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2002年

3 張源;高地溫巷道圍巖非穩(wěn)態(tài)溫度場及隔熱降溫機(jī)理研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2013年

4 王海寧;礦用空氣幕理論及其應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2005年

5 邢玉忠;礦井重大災(zāi)害動態(tài)機(jī)理與救援技術(shù)信息支持系統(tǒng)研究[D];太原理工大學(xué);2007年

6 于遠(yuǎn)祥;矩形巷道圍巖變形破壞機(jī)理及在王村礦的應(yīng)用研究[D];西安科技大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃亮亮;深熱礦井獨頭巷道內(nèi)空氣溫度數(shù)值模擬研究[D];江西理工大學(xué);2015年

2 秦帆;高溫掘進(jìn)巷道熱環(huán)境及降溫冷負(fù)荷分析計算研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

3 楊威;基于圍巖散熱的巷道風(fēng)流溫濕度參數(shù)變化規(guī)律研究[D];湖南科技大學(xué);2015年

4 王建民;三維巷道建模及其應(yīng)用研究[D];太原理工大學(xué);2005年

5 唐敏;礦山井巷三維模型的建立[D];昆明理工大學(xué);2010年

6 溫志勇;基于ObjectARX技術(shù)的巷道三維建模與開發(fā)研究[D];太原理工大學(xué);2005年

7 徐文;巷道水分蒸發(fā)處理及風(fēng)流溫度濕度計算[D];河南理工大學(xué);2010年

8 陳良周;礦山巷道三維自動建模技術(shù)研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

9 李瑞;深井掘進(jìn)巷道熱災(zāi)害預(yù)測模型研究[D];西安科技大學(xué);2009年

10 宮文博;三維巷道自動化建模方法的研究與實現(xiàn)[D];安徽理工大學(xué);2015年

，

本文編號：1104495