礦井回風用熱管換熱器的應用研究.pdf

1、中國寒冷地區(qū)的礦井，新鮮空氣進入井下前必須消耗大量能源對其進行加熱，才能保證工作人員和機械設備的正常工作。而礦井回風中蘊含著大量低品位熱能，利用熱管換熱器可以提取回風中的這部分熱能，同時還可以用這部分熱能直接預熱新風。眾多研究學者相當重視熱管換熱器的簡單結(jié)構、較小消耗動力、高傳熱效率這些特點，把它作為一種高效的傳熱元件廣泛應用在余熱回收工程中。
　　本文基于流體力學、傳熱學、工程熱力學等學科理論知識，結(jié)合熱管技術理論知識，參考并借

2、鑒大量熱管余熱回收技術的應用實例后，設計了煤礦回風余熱預熱新風用低溫熱管換熱器，提供進風井的井口防凍手段，可完全替代傳統(tǒng)燃煤鍋爐或熱風爐。最終確定選用正三角形叉排排列的熱管換熱器，共需熱管2700根，迎風面每排276根，風流方向共10排。
　　為了更好地研究熱管換熱器的換熱效果，采用三維實體造型CATIA軟件構建熱管的三維實體簡化模型，運用ANSYS ICEM CFD軟件創(chuàng)建熱管換熱器物理模型，同時劃分成四面體網(wǎng)格。根據(jù)流體的控制

3、方程，利用FLUENT軟件采用非耦合隱式算法，選用標準κ-ε雙方程湍流模型對換熱器空氣流場的換熱效果進行模擬。對模擬結(jié)果分析得知，該低溫熱管換熱器模型的結(jié)果設計較為合理，內(nèi)部壓力損失較低，根據(jù)第三章應用于陽煤一礦吳家掌風井的參數(shù)條件完全可以保證換熱量，完成新風預熱效果，滿足風井送風要求。
　　本文設計的換熱裝置于2017年10月在山西陽泉一煤吳家掌風井投入運行。根據(jù)工程現(xiàn)場運行狀況設計試驗測試方案，對熱管換熱器系統(tǒng)運行效果進行測試