高溫礦井回采工作面煤壁傳熱傳質(zhì)特性研究.pdf

1、隨著煤炭開采深度的不斷延伸，礦井工作面呈現(xiàn)的高溫熱害問題不容忽視。本文研究采煤工作面煤壁傳熱傳質(zhì)特性及煤壁與風流的換熱機理，對于礦井采煤面的熱害治理，有效調(diào)節(jié)采煤工作面的高溫環(huán)境,創(chuàng)造符合安全規(guī)程規(guī)定的井下工作環(huán)境具有重要意義。
　　本論文對回采工作面煤壁與風流之間傳熱理論與傳質(zhì)理論進行分析，建立了濕潤壁面的數(shù)學換熱模型。通過對濕潤壁面和風流的換熱研究，用顯熱微分表達式和潛熱微分表達式表示的總換熱量方程與用不穩(wěn)定換熱系數(shù)和其他散熱

2、量表示的總換熱量方程聯(lián)立，求得不穩(wěn)定換熱系數(shù)的理論關(guān)系式。在理論分析的基礎(chǔ)上，對高溫礦井開采工作面井巷氣象參數(shù)的實測，分析不同開采時期礦井下的溫度、濕度和熱量的變化規(guī)律以及季節(jié)對礦井風流的影響。根據(jù)實際礦井條件參數(shù)，相關(guān)傳熱傳質(zhì)理論和相似理論，建立了礦井回采工作面物理實驗模型，設(shè)定實驗參數(shù)，模擬回采工作面風流的溫度和濕度分布規(guī)律，分析了礦井回采工作面濕潤壁面與風流的傳熱傳質(zhì)特點。煤壁與風流的換熱是一個不穩(wěn)定的換熱過程，沿著風流方向的熱量

3、交換過程為：初始階段換熱較強烈→逐漸減弱階段→最終喪失換熱能力。
　　通過簡化計算得到顯熱交系數(shù)和潛熱交換系數(shù)的關(guān)系，據(jù)此關(guān)系計算得出礦井中煤壁與風流的熱交換潛熱量約為顯熱量的四倍。對不穩(wěn)定換熱系數(shù)隨風流相對濕度、風速、風流溫度、壁面溫度變化關(guān)系分析，得出煤壁與風流的不穩(wěn)定換熱在很大程度上取決于風流中潛熱量的變化。另外，運用正交實驗方法分析，得到不同因素對不穩(wěn)定換熱系數(shù)的影響程度為：風速>壁面溫度>風流相對濕度>風流溫度。最后，根