礦井?dāng)U散塔噴淋換熱裝置熱質(zhì)傳遞模型及參數(shù)優(yōu)化

崔海蛟,王海橋,陳世強(qiáng),2

(1．湖南科技大學(xué)能源與安全工程學(xué)院,湖南湘潭 411201;2．中國礦業(yè)大學(xué)(北京)深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點實驗室,北京 100083)

礦井?dāng)U散塔噴淋換熱裝置熱質(zhì)傳遞模型及參數(shù)優(yōu)化

崔海蛟1,王海橋1,陳世強(qiáng)1,2

(1．湖南科技大學(xué)能源與安全工程學(xué)院,湖南湘潭 411201;2．中國礦業(yè)大學(xué)(北京)深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點實驗室,北京 100083)

針對礦井?dāng)U散塔噴淋換熱裝置的能量回收問題,建立了空氣-水之間的傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型。利用四階龍格-庫塔方法,進(jìn)行了傳熱傳質(zhì)的數(shù)值計算,分析了裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)、工質(zhì)初始狀態(tài)參數(shù)對裝置換熱的影響,結(jié)果表明：裝置內(nèi)部換熱以潛熱為主,且裝置底部潛熱交換越充分,裝置熱回收率越高;對裝置換熱效果的影響,按裝置計算高度、液滴粒徑、迎面風(fēng)速、水汽比和液滴初速度的次序,依次下降;迎面風(fēng)速對裝置換熱效果有較大影響,應(yīng)控制迎面風(fēng)速,避免風(fēng)吹水損失和實現(xiàn)充分的熱質(zhì)交換。

礦井?dāng)U散塔;噴淋換熱;龍格-庫塔;熱質(zhì)傳遞;參數(shù)優(yōu)化

針對礦井排風(fēng)直接排放的大氣污染和能量浪費的問題,文獻(xiàn)[1-7]討論了噴淋洗滌和空氣-水直接接觸換熱,對礦井排風(fēng)低品位熱能回收、礦井排風(fēng)降噪降塵和礦井生產(chǎn)減排的影響,雖然機(jī)理研究不足,卻從能量轉(zhuǎn)化的角度和工程實踐中,得出了回收煤礦風(fēng)井排風(fēng)低品位能量是可行的。現(xiàn)有煤礦風(fēng)井排風(fēng)低品位能量回收裝置,一般為逆流式空氣-水直接接觸,在夏季工況,排風(fēng)吸熱吸濕,增溫增濕增焓,循環(huán)水放熱,降溫降焓,獲得冷量,排風(fēng)冷量被提取;而在冬季,則排風(fēng)則降溫減濕,循環(huán)水吸收熱而升溫,排風(fēng)熱能被提取?！?br>