崔海蛟,王海桥,陈世强,2

(1．湖南科技大学能源与安全工程学院,湖南湘潭 411201;2．中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083)

矿井扩散塔喷淋换热装置热质传递模型及参数优化

崔海蛟1,王海桥1,陈世强1,2

(1．湖南科技大学能源与安全工程学院,湖南湘潭 411201;2．中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083)

针对矿井扩散塔喷淋换热装置的能量回收问题,建立了空气-水之间的传热传质数学模型。利用四阶龙格-库塔方法,进行了传热传质的数值计算,分析了装置结构参数、工质初始状态参数对装置换热的影响,结果表明：装置内部换热以潜热为主,且装置底部潜热交换越充分,装置热回收率越高;对装置换热效果的影响,按装置计算高度、液滴粒径、迎面风速、水汽比和液滴初速度的次序,依次下降;迎面风速对装置换热效果有较大影响,应控制迎面风速,避免风吹水损失和实现充分的热质交换。

矿井扩散塔;喷淋换热;龙格-库塔;热质传递;参数优化

针对矿井排风直接排放的大气污染和能量浪费的问题,文献[1-7]讨论了喷淋洗涤和空气-水直接接触换热,对矿井排风低品位热能回收、矿井排风降噪降尘和矿井生产减排的影响,虽然机理研究不足,却从能量转化的角度和工程实践中,得出了回收煤矿风井排风低品位能量是可行的。现有煤矿风井排风低品位能量回收装置,一般为逆流式空气-水直接接触,在夏季工况,排风吸热吸湿,增温增湿增焓,循环水放热,降温降焓,获得冷量,排风冷量被提取;而在冬季,则排风则降温减湿,循环水吸收热而升温,排风热能被提取。……