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煤矿回风余热回收利用的技术研究

作　者: 张培鹏
导　师: 辛嵩
学　校: 山东科技大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 能源利用率余热回收热管热管换热器数值模拟
分类号: X752
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

通风系统是一个矿井正常生产的保障,冬季进风流的温度对煤矿的生产进度也有严重的影响。在我国寒冷地区,为了保证井下工作人员和机械的正常工作,要对新鲜风流进行加热。这样既消耗大量的能源,又造成了环境污染。本文以传热学的理论为基础,结合热管技术理论知识,在参考和借鉴了大量其他行业中热管余热回收技术的应用实例后,提出了建造煤矿回风余热回收系统的构想,分别从经济性与技术性两个方面对其可行性做出了论证。然后对热管换热器中的热管参数及其它组件进行了详细计算,对空气预热室的布置及余热回收系统的工作流程做了详细阐述。最终确定选用正三角形错排的热管换热器,共需要热管2530根,迎风面每排58根,风流方向共44排。为了更好地研究回风余热回收系统的换热效果,本文根据流体的控制方程,利用FLUENT软件采用非耦合隐式算法,选用标准κ-ε双方程湍流模型对流场的换热效果进行了模拟。通过对模拟的结果进行分析,在误差允许的范围之内,当温度高于-29℃,煤矿回风余热回收系统在技术上能够满足对矿井新鲜风流预热的要求。最后,本文又从余热回收的年净收益和投资回收率两方面,对煤矿热回收系统的经济效益进行了核算分析。该系统在保证井筒入风温度符合相关规定要求的同时,能够为矿井节省一定的经济支出,同时还可起到节能减排的作用,这对于我国矿井向集约型方向的转变以及社会的可持续发展均具有十分深远的意义。

煤矿回风余热回收利用的技术研究

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