• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    礦井回風(fēng)換熱器換熱性能影響因素的仿真及實(shí)驗(yàn)研究

    2014-06-07 05:55:09杜春濤張進(jìn)治王若賓
    煤炭學(xué)報(bào) 2014年5期
    關(guān)鍵詞:水霧液滴溫差

    杜春濤,張進(jìn)治,王若賓

    (1.北方工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)管理中心,北京 100144;2.北方工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院,北京 100144;3.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機(jī)電與信息工程學(xué)院,北京 100083)

    礦井回風(fēng)換熱器換熱性能影響因素的仿真及實(shí)驗(yàn)研究

    杜春濤1,3,張進(jìn)治2,王若賓1

    (1.北方工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)管理中心,北京 100144;2.北方工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院,北京 100144;3.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)機(jī)電與信息工程學(xué)院,北京 100083)

    為研究制熱/制冷、逆噴/順噴、液滴平均直徑3個(gè)因素對礦井回風(fēng)換熱器換熱性能的影響規(guī)律,利用CFD仿真軟件FLUENT對礦井回風(fēng)/液滴兩相流進(jìn)行了3D仿真。根據(jù)邊界條件不同,共仿真了制熱和制冷、逆噴和順噴、液滴平均直徑分別為0.10,0.15和0.20 cm等12種工況,得出了各種工況下液滴溫度變化情況,并利用工程實(shí)踐運(yùn)行結(jié)果和實(shí)驗(yàn)對部分仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明:制冷、順噴、小液滴工況下獲得的液滴溫度變化大于制熱、逆噴、大液滴工況下獲得的液滴溫差,從而說明制冷、順噴、小液滴3種工況下回風(fēng)換熱器的換熱性能更好。

    礦井回風(fēng)換熱器;換熱性能;制熱/制冷;逆噴/順噴;液滴平均直徑

    建設(shè)低碳生態(tài)礦山[1]是近幾年提出的一個(gè)新概念。低碳是指低碳排放、低碳運(yùn)行及節(jié)能;生態(tài)礦山建設(shè)是指煤礦“三廢”減排,追求零排放目標(biāo),并把“三廢”當(dāng)作資源加以開發(fā)利用,建立一種“高碳產(chǎn)品生產(chǎn),低碳排放、生產(chǎn)與運(yùn)行,綠色及生態(tài)開采”煤礦建設(shè)模式[2]。礦井回風(fēng)溫度常年保持在 20~30℃[3],而且風(fēng)量巨大,冬季可以提取其中的熱能用于制熱,夏季可以提取其中的冷能用于制冷。礦井回風(fēng)換熱系統(tǒng)是礦井回風(fēng)能量提取利用裝置,它能夠把礦井回風(fēng)中低品位的熱能或冷能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺坏臒崮芑蚶淠?。礦井回風(fēng)換熱器是礦井回風(fēng)換熱系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分,其主要功能是通過噴淋的方式將礦井回風(fēng)中的熱能或冷能轉(zhuǎn)移到循環(huán)水中,供熱泵機(jī)組制熱或制冷,從而節(jié)省大量能源。

    礦井回風(fēng)換熱器是最近幾年剛剛出現(xiàn)的一種換熱裝置,國內(nèi)已有20多家礦山企業(yè)采用,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。針對這種裝置的研究,國內(nèi)目前已經(jīng)申請了多項(xiàng)專利[4-5],發(fā)表了多篇論文[6],但這些研究主要針對技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用介紹,基于理論層面的研究很少。國際上關(guān)于氣、水之間換熱的研究有很多[7-9],但對回風(fēng)換熱器的研究也基本是來自國內(nèi)的作者[10]。

    制冷與制熱模式的選擇往往根據(jù)季節(jié)變化及實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整,而逆噴(與回風(fēng)方向相反)[11]/順噴(與回風(fēng)方向相同)[12]和液滴平均直徑的選擇是在設(shè)計(jì)回風(fēng)換熱器時(shí)首先要面對的問題。本文通過仿真研究了制熱/制冷、逆噴/順噴、液滴平均直徑3種因素對礦井回風(fēng)換熱器換熱性能(液滴溫度變化大小)影響,并利用冀中能源東龐煤礦北風(fēng)井安裝的回風(fēng)換熱器運(yùn)行結(jié)果驗(yàn)證了制熱、逆噴、液滴平均直徑為0.10~0.15 cm時(shí)的仿真結(jié)果,利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了制冷、逆噴和順噴、液滴平均直徑為0.15 cm時(shí)的仿真結(jié)果。研究結(jié)果為礦井回風(fēng)換熱器的設(shè)計(jì)及運(yùn)行提供了理論依據(jù)。

    1 礦井回風(fēng)換熱系統(tǒng)工作原理

    礦井回風(fēng)換熱系統(tǒng)冬季制熱和夏季制冷時(shí)的工作原理如圖1所示[13]。

    1.1 冬季制熱時(shí)的工作原理

    冬季制熱時(shí),回風(fēng)首先由下而上進(jìn)入擴(kuò)散塔,換熱器內(nèi)的噴淋管向下噴淋(逆噴)水霧,水霧與回風(fēng)在擴(kuò)散塔中換熱。由于冬季回風(fēng)溫度高于水霧溫度,水霧從回風(fēng)中獲取熱量,水霧溫度升高,回風(fēng)溫度降低。降溫后的回風(fēng)直接從出風(fēng)口排出,升溫后的水霧則落入擴(kuò)散塔底部的匯水池,然后流入集水池,集水池中的熱水經(jīng)在線水處理設(shè)備過濾后進(jìn)入熱泵機(jī)組內(nèi)的殼管式蒸發(fā)器的管內(nèi),蒸發(fā)器管外殼體內(nèi)的制冷工質(zhì)被水加熱后汽化成蒸汽,被壓縮機(jī)抽出并被壓縮,變成高溫高壓蒸汽,然后被送入冷凝器的管外殼體中。此時(shí),高溫高壓蒸汽通過管壁向冷凝器中管內(nèi)循環(huán)的水傳遞熱量,蒸汽被冷凝成高壓液體,在經(jīng)膨脹閥降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器的殼體中,吸收蒸發(fā)器管內(nèi)循環(huán)水的熱量,再次被汽化,如此周而復(fù)始地循環(huán)。冷凝器中管內(nèi)的循環(huán)水升溫后可用于井口防凍、生活熱水、洗浴熱水以及取暖空調(diào)等。

    圖1 礦井回風(fēng)換熱系統(tǒng)制熱/制冷原理Fig.1 Schematic diagram of mine return air heat exchange system when heating/cooling

    1.2 夏季制冷時(shí)的工作原理

    夏季制冷時(shí),回風(fēng)首先進(jìn)入擴(kuò)散塔,回風(fēng)換熱器內(nèi)的噴淋管向下噴淋(逆噴)水霧,水霧與回風(fēng)在擴(kuò)散塔中換熱,由于夏季回風(fēng)溫度低于水霧溫度,水霧向回風(fēng)中釋放熱量,水霧溫度降低,回風(fēng)溫度升高。升溫后的回風(fēng)直接從出風(fēng)口排出,降溫后的水霧落入擴(kuò)散塔底部的匯水池,然后流入集水池,集水池中的冷水經(jīng)在線水處理設(shè)備過濾后進(jìn)入熱泵機(jī)組內(nèi)的殼管式冷凝器的管內(nèi),冷凝器管外殼體內(nèi)的制冷工質(zhì)被水冷卻后變?yōu)楦邏阂后w,通過膨脹閥變成低溫低壓液體進(jìn)入蒸發(fā)器管外殼體中,在這里和蒸發(fā)器管內(nèi)流動(dòng)的高溫循環(huán)水進(jìn)行熱交換,制冷工質(zhì)吸熱后被汽化為蒸汽,被壓縮機(jī)抽出并被壓縮,變成高溫高壓蒸汽,然后被送入冷凝器的管外殼體中,向冷凝器中管內(nèi)循環(huán)的水傳遞熱量并被冷凝成高壓液體,如此周而復(fù)始地循環(huán)。蒸發(fā)器中管內(nèi)的循環(huán)水降溫后可為煤礦建筑空調(diào)提供冷量。

    2 換熱器模型的建立

    2.1 幾何模型

    換熱器2D模型如圖2所示,換熱器總體尺寸為1 200 cm×600 cm×1 800 cm,回風(fēng)入口尺寸為340 cm×340 cm,出口尺寸為600 cm×600 cm;出口下方200 cm處有擋水板,噴嘴高度距換熱器底面600 cm,共設(shè)置了9個(gè)噴嘴,每個(gè)噴嘴位置如圖3所示[14-15]。

    圖2 礦井回風(fēng)換熱器2D模型Fig.2 2D model of mine return air heat exchanger

    圖3 噴嘴布局及編號Fig.3 Nozzles’arrangement and number

    2.2 邊界條件

    換熱器入口邊界條件:邊界類型velocity-inlet,回風(fēng)速度10 m/s,湍流強(qiáng)度10%,水力直徑340 cm,回風(fēng)溫度293.15 K,DPM類型escape;換熱器出口邊界條件:邊界類型 Pressure-outlet,表壓 0,湍流強(qiáng)度10%,水力直徑600 cm,回風(fēng)溫度293.15 K,DPM類型escape;換熱器底面邊界條件:邊界類型wall,DPM邊界類型trap;換熱器其他壁面及擋水板邊界條件:邊界類型wall,DPM類型wall-film;噴嘴屬性設(shè)置:噴嘴類型cone,粒子流數(shù)量200,粒子類型droplet,噴淋液體water-liquid,液滴直徑分布 rosin-rammler;噴淋點(diǎn)屬性:液滴平均直徑分別為0.10,0.15,0.20 cm,液滴溫度分別為283.15 K(制熱),303.15 K(制冷),噴淋速度 10 m/s,噴淋錐角 30°,噴淋錐頂半徑0.5 cm,噴淋旋轉(zhuǎn)角度0.5°,噴淋總流率0.01 kg/s。

    3 數(shù)學(xué)模型

    仿真過程利用DPM模型,把回風(fēng)看作連續(xù)相,液滴看作離散相,分別采用歐拉和拉格朗日方法求解,兩相之間有質(zhì)量、動(dòng)量以及能量傳遞,湍流采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型[16],并利用SIMPLE算法以及一階迎風(fēng)格式進(jìn)行離散化。

    3.1 動(dòng)量交換模型

    當(dāng)粒子穿過每個(gè)FLUENT模型的控制體時(shí),通過計(jì)算粒子的動(dòng)量變化來求解連續(xù)相傳遞給離散相的動(dòng)量值。粒子動(dòng)量變化值[17]為

    式中,F為粒子動(dòng)量變化值;μ為流體黏度;CD為曳力系數(shù);Re為相對雷諾數(shù);ρp為液滴密度;dp為粒子直徑;up為粒子速度;u為流體速度;Fother為其他相間作用力;p為粒子質(zhì)量流率;Δt為時(shí)間步長。

    3.2 熱量交換模型

    當(dāng)粒子穿過每個(gè)FLUENT模型的控制體時(shí),通過計(jì)算粒子的熱量變化來求解連續(xù)相傳遞給離散相的熱量值。由于不存在化學(xué)反應(yīng),熱量交換模型為

    式中,Q為液滴熱量變化值;mpin,mpout分別為進(jìn)入和離開控制體時(shí)液滴的質(zhì)量;Hlatref為標(biāo)準(zhǔn)條件下的潛熱;Hpyrol為揮發(fā)分析出時(shí)熱解所需熱量;Tpout為離開控制體時(shí)液滴溫度;Tref為焓對應(yīng)的參考溫度;cpp為液滴比熱容;Tpin為進(jìn)入控制體時(shí)液滴的溫度。

    3.3 質(zhì)量交換模型

    從液滴到礦井回風(fēng)的質(zhì)量轉(zhuǎn)換是通過計(jì)算一個(gè)液滴通過每個(gè)模型控制體時(shí)質(zhì)量的變化來實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算公式為

    其中,M為粒子質(zhì)量變化值;Δmp為控制體中粒子質(zhì)量變化;mp,0為粒子初始質(zhì)量;m·p,0為粒子初始質(zhì)量流率。交換的質(zhì)量用作礦井回風(fēng)連續(xù)方程的質(zhì)量源,該質(zhì)量源在連續(xù)相流場隨后的計(jì)算中用到。

    4 仿真結(jié)果及分析

    4.1 仿真結(jié)果

    分別對制熱和制冷、逆噴和順噴、液滴平均直徑分別為0.10,0.15,0.20 cm這12種工況進(jìn)行仿真,得到每種工況下的液滴溫度跡線圖(圖4)及液滴平均終溫,根據(jù)液滴初溫和終溫計(jì)算出液滴溫度變化(液滴溫差=液滴終溫-液滴初溫),見表1。

    圖4 12種工況下得到的液滴溫度跡線Fig.4 Drop traces colored by water droplets temperature derived from 12 conditions

    表1 仿真數(shù)據(jù)Table 1 Simulation data

    從圖4可以看出:

    (1)制熱工況下,液滴從噴嘴噴出時(shí)的顏色為藍(lán)色,隨著液滴在換熱器中的運(yùn)行,液滴顏色逐漸變?yōu)榧t色,說明液滴在運(yùn)行過程中溫度逐步升高;制冷工況下液滴顏色變化正好相反。從仿真圖形左側(cè)的色條和對應(yīng)的數(shù)值能大致看出液滴溫度變化的范圍。

    (2)順噴時(shí),大多數(shù)液滴在換熱器中上升的高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于逆噴,表明順噴時(shí)液滴運(yùn)行的路徑比逆噴時(shí)長得多,因此,液滴與回風(fēng)之間的換熱時(shí)間比逆噴時(shí)大得多。

    (3)隨著液滴平均直徑的不斷增大,大多數(shù)液滴在換熱器中上升的高度越來越小,表明它在換熱器中運(yùn)行的路徑越來越短,與回風(fēng)之間的換熱時(shí)間越少。

    4.2 結(jié)果分析

    根據(jù)表1中的仿真數(shù)據(jù),繪制出了3種因素對液滴溫差影響的圖形,如圖5所示。當(dāng)空氣與水在一微元面積dF(m2)上接觸時(shí),如果接觸時(shí)間足夠長,則空氣與水之間的顯熱交換量[18]為

    式中,Qx為顯熱交換量;α為空氣與水表面之間顯熱交換系數(shù);ta為空氣溫度;tw,b為水表面飽和空氣邊界層溫度(等于水的溫度)。

    式(4)假定空氣與水表面之間的換熱時(shí)間足夠長,但在礦井回風(fēng)換熱器中,回風(fēng)與液滴之間的換熱時(shí)間較短,因此,從式(4)及其先決條件中可以看出,在其他條件不變的情況下,影響換熱器中回風(fēng)與水之間顯熱換熱量的因素主要有3個(gè):①液滴與回風(fēng)之間的換熱時(shí)間,換熱時(shí)間越長,熱交換量越大;② 液滴與回風(fēng)之間的總換熱面積,總換熱面積越大,熱交換量越大;③液滴與回風(fēng)之間的溫差,溫差越大,熱交換量越大。現(xiàn)就液滴平均直徑、制熱/制冷模式、逆噴/順噴對液滴溫度變化的影響進(jìn)行分析。

    圖5 3因素對液滴溫度變化的影響Fig.5 Effect of three factors on the change in water droplets temperature

    4.2.1 液滴平均直徑對液滴溫差的影響

    從圖5可以看出,無論是逆噴還是順噴、制熱還是制冷,隨著液滴平均直徑的增大,液滴溫差都在降低(只有制冷順噴且dp>0.15 cm時(shí)液滴溫差基本保持不變)。

    原因分析:當(dāng)液滴直徑較小時(shí),液滴質(zhì)量也較小,液滴很容易受回風(fēng)的影響而改變運(yùn)動(dòng)路徑,這樣他們在回風(fēng)中運(yùn)行的時(shí)間較長,與回風(fēng)之間的熱交換量就多,液滴溫差就大;另外,液滴直徑越小,同等質(zhì)量的水霧化成水滴的數(shù)量就多,水滴與回風(fēng)之間的接觸面積就大,熱交換量就多(式(4)),獲得的液滴溫差就大。隨著液滴直徑的增大,液滴質(zhì)量不斷變大,液滴運(yùn)動(dòng)路徑受回風(fēng)的影響越來越小,液滴在重力作用下很快落入換熱器底部,與回風(fēng)之間的換熱時(shí)間變少,熱交換量變小;此外,隨著液滴直徑的增大,液滴與回風(fēng)之間的總換熱面積變小,熱交換量變小,獲得的液滴溫差變小。仿真結(jié)果與張寅平等[19]推導(dǎo)的傳熱量公式也是吻合的。

    4.2.2 制熱/制冷對液滴溫差的影響

    從圖5可以看出,制冷逆噴曲線總在制熱逆噴之上、制冷順噴曲線也總在制熱順噴之上,這說明制冷時(shí)的熱交換量要大于制熱。

    原因分析:①制熱時(shí)回風(fēng)與液滴之間的溫差為293.15 K(回風(fēng)初溫)-283.15 K(液滴初溫)=10 K;制冷時(shí)液滴與回風(fēng)之間的溫差為303.15 K(液滴初溫)-293.15 K(回風(fēng)初溫)=10 K。因此無論制熱還是制冷,液滴與回風(fēng)之間的溫差都相同。②無論制熱還是制冷,都是在液滴平均直徑、噴淋方向相同的工況下進(jìn)行比較,因此換熱時(shí)間與換熱面積不會(huì)影響液滴與回風(fēng)之間的換熱效率。以上現(xiàn)象只能解釋為:相同條件下,液滴釋放熱量的速度要大于吸收熱量的速度。

    4.2.3 逆噴/順噴對液滴溫差的影響

    從圖5可以看出,制熱順噴曲線在制熱逆噴曲線之上,制冷順噴曲線在制冷逆噴曲線之上。這說明無論液滴直徑多大、制熱還是制冷,順噴時(shí)的熱交換量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于逆噴。

    原因分析:順噴時(shí),回風(fēng)與液滴初始速度的方向相同,液滴在回風(fēng)推動(dòng)下向上運(yùn)行了一段距離后,又在自身重力的作用下落入換熱器底部,這樣,回風(fēng)速度和液滴初速度都會(huì)增長液滴在換熱器中的運(yùn)行時(shí)間,從而增加了液滴與回風(fēng)之間的熱交換量;逆噴時(shí),由于回風(fēng)與液滴初速度方向相反,雖然回風(fēng)能夠延緩液滴落地,但是液滴初速度縮短了液滴落地時(shí)間,因此與回風(fēng)之間的換熱時(shí)間縮短,熱交換量減少。

    5 實(shí)踐及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

    5.1 實(shí)踐驗(yàn)證

    冀中能源東龐煤礦北風(fēng)井自2009年3月開始利用礦井回風(fēng)換熱系統(tǒng)為煤礦建筑物供熱和制冷。液滴平均直徑約為0.12 cm,換熱器入口回風(fēng)速度約為10 m/s,噴淋高度為6 m,逆噴,回風(fēng)初始溫度基本保持在 293.15 K左右,制熱時(shí)液滴初始溫度為283.15 K左右,最后獲得液滴平均溫度為287.15 K左右,液滴溫差4 K左右。本文仿真采用的換熱器模型結(jié)構(gòu)、尺寸及邊界條件與東龐煤礦北風(fēng)井回風(fēng)換熱器結(jié)構(gòu)、尺寸及運(yùn)行參數(shù)基本一致。從表1的仿真數(shù)據(jù)可以看出,制熱工況下液滴直徑為0.10 cm和0.15 cm時(shí)獲得的液滴溫差分別為 5.690 K和2.715 K,將液滴直徑和獲得的溫差分別取平均可得:液滴平均直徑(0.10+0.15)/2=0.125 cm,液滴平均溫差為(5.690+2.715)/2=4.2 K,即當(dāng)液滴直徑為0.125 cm時(shí)仿真獲得的溫差為4.2 K,與東龐煤礦回風(fēng)換熱器運(yùn)行的結(jié)果基本吻合,從而驗(yàn)證了制熱工況和液滴平均直徑對換熱器換熱性能的影響。

    5.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

    為了驗(yàn)證噴淋方向?qū)Q熱器換熱性能的影響,本文設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中采用的換熱器結(jié)構(gòu)、尺寸和運(yùn)行參數(shù)與仿真時(shí)基本一致,最后得到了制冷工況、液滴平均直徑為0.15 cm條件下的逆噴和順噴時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),見表2。

    表2 仿真與實(shí)驗(yàn)得到的液滴溫差對比Table2 Comparison of difference in water droplets temperature derived from simulation and experiment

    由表2可知,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合,從而驗(yàn)證了噴淋方向影響換熱器換熱性能的仿真結(jié)果。

    6 結(jié) 論

    (1)無論液滴大小、逆噴還是順噴,回風(fēng)換熱器制冷時(shí)的換熱性能都比制熱時(shí)高,因此,回風(fēng)換熱器不僅適合制熱,也適合制冷。

    (2)無論液滴大小、制熱還是制冷,順噴比逆噴時(shí)的換熱性能要好得多,因此,在設(shè)計(jì)立式回風(fēng)換熱器時(shí)應(yīng)采用順噴。

    (3)無論制熱還是制冷、逆噴還是順噴,小液滴的換熱效率都大于大液滴,因此,在保證用水量的前提下應(yīng)盡量選擇較小的液滴直徑。從仿真結(jié)果及實(shí)際用水量來考慮,制熱時(shí)液滴直徑選擇0.10 cm左右、制冷時(shí)選擇0.15 cm左右較為合理。

    除了本文研究的3個(gè)因素外,還有其他一些因素可能會(huì)影響礦井回風(fēng)換熱器的換熱性能,如回風(fēng)速度、噴水系數(shù)、回風(fēng)濕度、噴淋高度、液滴初速度、擋水板結(jié)構(gòu)及間距等,需要做進(jìn)一步研究。

    對于相同條件下,液滴釋放熱量的速度大于吸收熱量速度的仿真結(jié)果,目前尚未有理論支持和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,需要以后做進(jìn)一步探討。

    [1] 錢鳴高.煤炭的科學(xué)開采[J].煤炭學(xué)報(bào),2010,35(4):529-534.

    Qian Minggao.On sustainable coal mining in China[J].Journal of China Coal Society,2010,35(4):529-534.

    [2] 劉建功.冀中能源低碳生態(tài)礦山建設(shè)的研究與實(shí)踐[J].煤炭學(xué)報(bào),2011,36(2):317-321.

    Liu Jiangong.Innovative practice of Jizhong Energy Group in constructing low-carbon running ecological mine[J].Journal of China Coal Society,2011,36(2):317-321.

    [3] 孫中文,陳夫科,顏景玉,等.礦井回風(fēng)熱源回收技術(shù)及應(yīng)用[J].山東煤炭科技,2010(5):30-31.

    Sun Zhongwen,Chen Fuke,Yan Jingyu,et al.Extraction technology and application from heat source of mine return air[J].Shandong Coal Science and Technology,2010(5):30-31.

    [4] 王建學(xué),裴 偉,牛永勝,等.一種礦井回風(fēng)部分廢能回收利用系統(tǒng)[P].中國專利:201220045271.5,2012-09-19.

    [5] 辛 嵩,王 偉,盛振興.一種礦井回風(fēng)余熱回收裝置[P].中國專利:200820174785.4,2009-10-14.

    [6] 魏京勝,張黨育,岳豐田,等.梧桐莊礦熱泵系統(tǒng)可用熱源分析及利用[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2012,40(5):120-124.

    Wei Jingsheng,Zhang Dangyu,Yue Fengtian,et al.Analysis and utilization on available heat sources of heat pump system in Wutongzhuang Mine[J].Coal Science and Technology,2012,40(5):120-124.

    [7] Abou Al-Sood M M,Birouk M.Droplet heat and mass transfer in a turbulent hot airstream[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,2008,51(5):1313-1324.

    [8] Sureshkumar R,Kale S R,Dhar P L.Heat and mass transfer processes between a water spray and ambient air-I.Experimental data[J].Applied Thermal Engineering,2008,28(5):349-360.

    [9] Sureshkumar R,Kale S R,Dhar P L.Heat and mass transfer processes between a water spray and ambient air-II.Simulations[J].Applied Thermal Engineering,2008,28(5):361-371.

    [10] Wan L,Li J,Wang L,et al.Research and application of the heat energy recycling technology in mine return air[A].Proceedings of the 2012 International Conference on Communication,Electronics and Automation Engineering[C].Springer,2013.

    [11] 宋垚臻.空氣與水逆流直接接觸熱質(zhì)交換過程模型計(jì)算及分析[J].化工學(xué)報(bào),2005,56(4):614-619.

    Song Yaozhen.Model calculation and analysis of heat and mass transfer of air and water in direct contact counter flow[J].Journal of Chemical Industry and Engineering(China),2005,56(4):614-619.

    [12] 宋垚臻.空氣與水順流直接接觸熱質(zhì)交換過程模型計(jì)算及分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2006(1):6-10.

    Song Yaozhen.Model calculation and analysis of heat and mass transfer of air and water in direct contact forward flow[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2006(1): 6-10.

    [13] 王建學(xué),裴 偉,牛永勝,等.一種礦井回風(fēng)源熱泵系統(tǒng)[P].中國專利:201020601988.4,2011-06-01.

    [14] 董志峰,杜春濤,劉建功,等.礦井回風(fēng)噴淋換熱器噴淋高度影響換熱效率研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2013,41(5):97-100.

    Dong Zhifeng,Du Chuntao,Liu Jiangong,et al.Study on spraying height of spraying heat exchanger affected to heat exchange efficiency in mine air returning roadway[J].Coal Science and Technology,2013,41(5):97-100.

    [15] 杜春濤,董志峰,孟國營,等.礦井回風(fēng)噴淋換熱器節(jié)水及換熱效率影響因素研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2012,40(12):80-83.

    Du Chuntao,Dong Zhifeng,Meng Guoying,et al.Influence factor research on water saving and heat exchange efficiency of spraying heat exchanger in mine air return roadway[J].Coal Science and Technology,2012,40(12):80-83.

    [16] Lu Y,Liu Y,Li X,et al.Numerical simulation on turbulent flow field in convergent-divergent nozzle[J].Journal of Coal Science and Engineering(China),2009,15(4):434-439.

    [17] Fluent I.FLUENT 6.3 User’s guide[EB/OL].http://ishare.Iask.Sina.com.cn/f/13905788.html?from=like,2012-04-25.

    [18] 趙榮義,范存養(yǎng),薛殿華.空氣調(diào)節(jié)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.

    [19] 張寅平,朱穎心,江 億.水-空氣處理系統(tǒng)全熱交換模型和性能分析[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1999,39(10):35-38.

    Zhang Yinping,Zhu Yingxin,Jiang Yi.Theoreticalanalysis and modeling of overall heat transfer of air handling unit by using spraying water[J].Journal of Tsingua University(Science and Technology),1999,39(10):35-38.

    Simulative and experimental study on impact factors on heat transfer performance of mine return air heat exchanger

    DU Chun-tao1,3,ZHANG Jin-zhi2,WANG Ruo-bin1

    (1.Computer Network and Management Center,North China University of Technology,Beijing 100144,China;2.College of Science,North China University of Technology,Beijing 100144,China;3.School of Mechanical Electronic&Information Engineering,China University of Mining and Technology(Beijing),Beijing 100083,China)

    In order to find the impact of three factors:heating/cooling,counter flow/parallel flow,and water droplets mean diameter on the heat transfer performance of mine return air heat exchanger,CFD simulation software package FLUENT was employed to simulate two-phase flow of mine return air and water droplets in 3D space.Due to different boundary conditions,a total of 12 conditions were simulated:heating and cooling modes,counter and parallel flow configurations and three different water droplets mean diameters including 0.10,0.15 and 0.20 cm.The changes in water droplets temperature in all conditions were worked out,and some simulation results were verified by engineering practices and experiments.The results show that the changes in drop’s temperature in the conditions of cooling,parallel flow,and smaller drops are bigger than the ones of heating,counter flow,and bigger drops.Therefore,mine return air heat exchanger has higher heat exchanging performance in the cases of cooling,parallel flow,and smaller drops.

    mine return air heat exchanger;heat transfer performance;heating/cooling;counter flow/parallel flow;water droplets mean diameter

    TD727

    A

    0253-9993(2014)05-0897-06

    杜春濤,張進(jìn)治,王若賓.礦井回風(fēng)換熱器換熱性能影響因素的仿真及實(shí)驗(yàn)研究[J].煤炭學(xué)報(bào),2014,39(5):897-902.

    10.13225/j.cnki.jccs.2013.0658

    Du Chuntao,Zhang Jinzhi,Wang Ruobin.Simulative and experimental study on impact factors on heat transfer performance of mine return air heat exchanger[J].Journal of China Coal Society,2014,39(5):897-902.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2013.0658

    2013-05-16 責(zé)任編輯:畢永華

    杜春濤(1967—),男,山東莒南人,副教授,博士。E-mail:duct@ncut.edu.cn

    猜你喜歡
    水霧液滴溫差
    手表與溫差
    細(xì)水霧滅火系統(tǒng)對油池火抑制效果研究
    液滴間相互碰撞融合與破碎的實(shí)驗(yàn)研究
    噴淋液滴在空氣環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)特性
    北方冬季養(yǎng)豬當(dāng)心“四差”
    溫差“催甜”等
    低級熱溫差發(fā)電器的開發(fā)應(yīng)用研究
    電子制作(2018年23期)2018-12-26 01:01:20
    高壓細(xì)水霧在龍洞水電站變壓器消防的應(yīng)用
    艦船細(xì)水霧紅外隱身技術(shù)及其試驗(yàn)研究
    氮?dú)狻?xì)水霧滅火關(guān)鍵技術(shù)研究
    河南科技(2014年19期)2014-02-27 14:15:31
    阜平县| 南丰县| 襄樊市| 临桂县| 陆良县| 盐亭县| 大冶市| 大厂| 德格县| 乡宁县| 黄骅市| 宜昌市| 北宁市| 肇东市| 乌兰县| 许昌县| 武邑县| 双柏县| 沧州市| 滦平县| 富蕴县| 祁东县| 墨竹工卡县| 岑溪市| 孝感市| 广汉市| 新和县| 洮南市| 运城市| 丰县| 武清区| 平安县| 浪卡子县| 丰顺县| 漳平市| 吉安市| 虎林市| 金秀| 山东省| 怀柔区| 若尔盖县|