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高温高湿巷道内不稳定换热系数影响因素分析及模型建立
被引量:
4
1
作者
杜翠凤
杜帅
+2 位作者
王九柱
王远
晋伟博
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期91-98,共8页
为研究高温高湿巷道不稳定换热系数的变化规律,采用Fluent软件对高温高湿巷道内的热湿交换进行数值模拟,通过单因素和正交模拟实验探讨风流温度、风流速度、岩石导热系数、原岩温度以及巷道当量直径对高温高湿巷道不稳定换热系数的影响...
为研究高温高湿巷道不稳定换热系数的变化规律,采用Fluent软件对高温高湿巷道内的热湿交换进行数值模拟,通过单因素和正交模拟实验探讨风流温度、风流速度、岩石导热系数、原岩温度以及巷道当量直径对高温高湿巷道不稳定换热系数的影响。研究结果表明:高温高湿巷道不稳定换热系数随时间的变化规律与普通巷道一致,均与通风时间呈负相关,但通风时间为1 a的高温高湿巷道不稳定换热系数较普通巷道增加了12.5%。通过单因素分析得到风流速度、岩石导热系数和当量直径与不稳定换热系数呈正相关。通过极差分析得到各因素对不稳定换热系数的影响程度为:岩石导热系数>当量直径>风流速度>风流温度>原岩温度。利用SPSS软件对正交实验数据进行拟合,建立不稳定换热系数的计算模型,拟为高温高湿巷道内热负荷计算及井下风温预测提供参考。
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关键词
高温高湿巷道
不稳定换热系数
数值模拟
影响因素分析
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职称材料
火灾烟流与围岩间不稳定换热系数探讨
被引量:
3
2
作者
张兴凯
王英敏
《东北大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
1996年第1期1-4,共4页
根据巷道实际规模火灾实验数据,分析了火灾烟流与巷道围岩间不稳定换热系数的影响因素,建立了它与无因次数群的函数关系。
关键词
矿井火灾
火灾实验
不稳定换热系数
烟流
围岩
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职称材料
基于循环推进算法的采煤工作面围岩温度场数值模拟研究
被引量:
1
3
作者
秦跃平
郭铭彦
+4 位作者
唐飞
刘强
张冀昕
侯浩楠
赵微
《煤炭学报》
北大核心
2025年第1期409-420,共12页
随着浅部赋存煤炭资源的日益枯竭,深部开采已经成为煤炭资源开发的新常态。深部高温高湿的热环境将危害作业人员健康,增加机电设备故障率,极易引发井下安全事故。高温围岩作为采煤工作面的最主要热源之一,长期以来其散热量计算依赖于拟...
随着浅部赋存煤炭资源的日益枯竭,深部开采已经成为煤炭资源开发的新常态。深部高温高湿的热环境将危害作业人员健康,增加机电设备故障率,极易引发井下安全事故。高温围岩作为采煤工作面的最主要热源之一,长期以来其散热量计算依赖于拟合经验式,缺乏科学合理的计算方法。基于傅里叶定律和能量守恒定律,建立了采煤工作面二维围岩温度场非稳态数学模型,运用有限体积法对模型进行了离散,提出了以坐标间断移动来模拟实际割煤进刀过程的循环推进新算法,显著提高了动态推进条件下高温采煤工作面围岩散热的计算精度。随后以单个节点为例详细介绍了循环推进算法流程,基于Visual Studio编程平台自主开发了数值解算程序,并结合工程背景开展了采煤工作面高温围岩温度场及散热规律的数值模拟研究与实测验证工作。结果表明:模拟结果与现场实测数据变化趋势基本一致,平均相对误差为6.15%;在连续循环割煤过程中,围岩温度场呈现周期性变化特征;在一个循环周期内,各区域围岩散热强度在进刀循环开始时达到峰值,随后不稳定换热系数开始快速下降,且下降趋势逐渐减缓;传统的拟合经验式忽略了割煤循环过程中围岩散热强度随时间的改变,高估了围岩散热能力;在热害严重的采煤工作面,通过适当减缓进刀速度或采用截深更浅的采煤机刀头可有效减少围岩散热。
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关键词
采煤工作面
围岩散热
围岩温度场
循环推进算法
不稳定换热系数
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职称材料
井巷围岩与风流热湿交换影响因素分析
被引量:
7
4
作者
李跃通
陈延可
张发亮
《金属矿山》
CAS
北大核心
2013年第1期143-145,共3页
基于不稳定换热系数,建立了经过一段巷道后风流的温升公式,并运用计算软件Mathematica分析了各种参数对于井巷围岩与风流间的热交换结果的影响。从分析结果来看,岩石的热导率和巷道断面周长对风流的温升有一定影响,壁面粗糙度系数影响...
基于不稳定换热系数,建立了经过一段巷道后风流的温升公式,并运用计算软件Mathematica分析了各种参数对于井巷围岩与风流间的热交换结果的影响。从分析结果来看,岩石的热导率和巷道断面周长对风流的温升有一定影响,壁面粗糙度系数影响不明显,风流质量流量的影响很明显,而巷道水分蒸发的影响最强烈。相关计算参数获取的多寡和精度决定了计算的精确度。
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关键词
风流温度
围岩散热
热湿交换
不稳定换热系数
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职称材料
题名
高温高湿巷道内不稳定换热系数影响因素分析及模型建立
被引量:
4
1
作者
杜翠凤
杜帅
王九柱
王远
晋伟博
机构
北京科技大学土木与资源工程学院
出处
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期91-98,共8页
基金
“十三五”国家重点研发计划项目(2018YFC0604605)。
文摘
为研究高温高湿巷道不稳定换热系数的变化规律,采用Fluent软件对高温高湿巷道内的热湿交换进行数值模拟,通过单因素和正交模拟实验探讨风流温度、风流速度、岩石导热系数、原岩温度以及巷道当量直径对高温高湿巷道不稳定换热系数的影响。研究结果表明:高温高湿巷道不稳定换热系数随时间的变化规律与普通巷道一致,均与通风时间呈负相关,但通风时间为1 a的高温高湿巷道不稳定换热系数较普通巷道增加了12.5%。通过单因素分析得到风流速度、岩石导热系数和当量直径与不稳定换热系数呈正相关。通过极差分析得到各因素对不稳定换热系数的影响程度为:岩石导热系数>当量直径>风流速度>风流温度>原岩温度。利用SPSS软件对正交实验数据进行拟合,建立不稳定换热系数的计算模型,拟为高温高湿巷道内热负荷计算及井下风温预测提供参考。
关键词
高温高湿巷道
不稳定换热系数
数值模拟
影响因素分析
Keywords
high temperature and high humidity roadway
unstable heat transfer coefficient
numerical simulation
influencing factors analysis
分类号
X936 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
火灾烟流与围岩间不稳定换热系数探讨
被引量:
3
2
作者
张兴凯
王英敏
机构
资源与土木工程学院
出处
《东北大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
1996年第1期1-4,共4页
基金
国家教委博士点基金资助项目
文摘
根据巷道实际规模火灾实验数据,分析了火灾烟流与巷道围岩间不稳定换热系数的影响因素,建立了它与无因次数群的函数关系。
关键词
矿井火灾
火灾实验
不稳定换热系数
烟流
围岩
Keywords
mine fire,fire experiment,non stable heat exchange.
分类号
TD752 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
基于循环推进算法的采煤工作面围岩温度场数值模拟研究
被引量:
1
3
作者
秦跃平
郭铭彦
唐飞
刘强
张冀昕
侯浩楠
赵微
机构
中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第1期409-420,共12页
基金
国家重点研发计划资助项目(2022YFC2904100)
国家自然科学基金面上资助项目(51574249)。
文摘
随着浅部赋存煤炭资源的日益枯竭,深部开采已经成为煤炭资源开发的新常态。深部高温高湿的热环境将危害作业人员健康,增加机电设备故障率,极易引发井下安全事故。高温围岩作为采煤工作面的最主要热源之一,长期以来其散热量计算依赖于拟合经验式,缺乏科学合理的计算方法。基于傅里叶定律和能量守恒定律,建立了采煤工作面二维围岩温度场非稳态数学模型,运用有限体积法对模型进行了离散,提出了以坐标间断移动来模拟实际割煤进刀过程的循环推进新算法,显著提高了动态推进条件下高温采煤工作面围岩散热的计算精度。随后以单个节点为例详细介绍了循环推进算法流程,基于Visual Studio编程平台自主开发了数值解算程序,并结合工程背景开展了采煤工作面高温围岩温度场及散热规律的数值模拟研究与实测验证工作。结果表明:模拟结果与现场实测数据变化趋势基本一致,平均相对误差为6.15%;在连续循环割煤过程中,围岩温度场呈现周期性变化特征;在一个循环周期内,各区域围岩散热强度在进刀循环开始时达到峰值,随后不稳定换热系数开始快速下降,且下降趋势逐渐减缓;传统的拟合经验式忽略了割煤循环过程中围岩散热强度随时间的改变,高估了围岩散热能力;在热害严重的采煤工作面,通过适当减缓进刀速度或采用截深更浅的采煤机刀头可有效减少围岩散热。
关键词
采煤工作面
围岩散热
围岩温度场
循环推进算法
不稳定换热系数
Keywords
coal mining face
heat dissipation of surrounding rock
temperature field of surrounding rock
recurrent propulsion algorithm
unstable heat transfer coefficient
分类号
TD727 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
井巷围岩与风流热湿交换影响因素分析
被引量:
7
4
作者
李跃通
陈延可
张发亮
机构
安徽理工大学能源与安全学院
出处
《金属矿山》
CAS
北大核心
2013年第1期143-145,共3页
文摘
基于不稳定换热系数,建立了经过一段巷道后风流的温升公式,并运用计算软件Mathematica分析了各种参数对于井巷围岩与风流间的热交换结果的影响。从分析结果来看,岩石的热导率和巷道断面周长对风流的温升有一定影响,壁面粗糙度系数影响不明显,风流质量流量的影响很明显,而巷道水分蒸发的影响最强烈。相关计算参数获取的多寡和精度决定了计算的精确度。
关键词
风流温度
围岩散热
热湿交换
不稳定换热系数
Keywords
Airflow temperature, Wall-rock heat release, Heat and moisture transfer, Unsteady heat exchange coefficient
分类号
TD722 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高温高湿巷道内不稳定换热系数影响因素分析及模型建立
杜翠凤
杜帅
王九柱
王远
晋伟博
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
火灾烟流与围岩间不稳定换热系数探讨
张兴凯
王英敏
《东北大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
1996
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于循环推进算法的采煤工作面围岩温度场数值模拟研究
秦跃平
郭铭彦
唐飞
刘强
张冀昕
侯浩楠
赵微
《煤炭学报》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
井巷围岩与风流热湿交换影响因素分析
李跃通
陈延可
张发亮
《金属矿山》
CAS
北大核心
2013
7
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职称材料
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