矿井回风源热管换热器风道流场分析及结构优化研究

发布时间：2024-12-19 02:41

　　矿井回风是一种优质的余热回收能源,热管换热器系统在技术上可以实现对这种优质低温热源的利用,而矿井回风源热管换热器系统换热风道内流场的优劣直接影响着换热效果及矿井的通风阻力。系统在实际运行后,热管换热器的流道内部流场较不均匀且风道压降较大,风机气流流场状态复杂,各个模块的处理风量偏差很大。本文采用理论分析、现场实验测试和数值模拟相结合的方法对矿井回风源热管换热器换热风道内流场的分布规律进行了分析及优化研究。首先,对实际工程项目中矿井回风余热回收系统的风道内流场进行了现场实验测试。经过分析得出,风道内热管模块截面风速相差较大,各模块处理风量很不均匀,同时局部风速过大同样会带来模块的阻力增大。通过改变风机开启的不同工况得出,风机起到了导流的效果,但作用较小。其次,采用Fluent软件对矿井回风余热回收系统回风风道进行了数值模拟,并分析了不同入口速度及不同风机开启工况对风道内流场的影响。结果显示,入口速度越大风道进出口压差越大,压降越明显。模块最大不均匀率和综合流量不均幅值随入口速度的变化基本保持不变。在不改变其他参数的情况下,模块前段风机对风道流场有较好的导流作用,而后段风机则作用较小。最后,...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1矿井回风余热回收系统流程图

第1章绪论1第1章绪论1.1概述随着我国经济的快速发展，煤炭等不可再生资源的消耗量也在逐渐增大，且现阶段我国能源消耗仍是以煤炭为主[1]。在我国能源结构中，太阳能、风能等优质能源占能源总量的比例较小，煤炭的主导已经形成。优化能源结构对降低我国社会能耗及节能减排等具有重要意义[2-....

图1-2重力式热管换热器系统的原理图

河北工程大学硕士学位论文2图1-1为传统的矿井排风余热回收耦合水源热泵系统[4]，系统内的核心为喷淋换热器和扩散塔，矿井回风通过主通风机作用，进入扩散塔而变为速度较低且均匀稳定的气流，然后与换热器中的水滴在扩散塔内进行热湿交换，最后通过挡水板排出室外。喷淋水吸取热量后，进入汇水池....

图3-1系统工艺流程图

矿井回风源热管换热器系统工艺流程如图3-1所示。新风为冷流体，回风为热流体两者的气流风道之间被绝热的隔板分开，互不干扰，热管模块将热流体的热量自下往上传递给冷流体，实现换热。热管依靠工质相变进行热量传递。图3-2（a）和图3-2（b）分别为回风和新风的风道布置图。矿井回....

图3-2余热回收系统风道布置图

河北工程大学硕士学位论文18（a）（b）图3-2余热回收系统风道布置图Fig.3-2Processflowchartofwasteheatrecoverysystem（a）（b）（c）图3-3矿井回风源热管换热器系统现场工程图Fig.3-3Fieldengineeringdraw....

本文编号：4017526