熱管自然制冰技術(shù)研究.pdf

1、隨著礦井開采深度的增加，礦井高溫熱害問題日益凸顯，不僅影響到了礦井的正常生產(chǎn)工作，更是對工作人員的健康安全帶來了極大的危害。目前，我國礦井主要采用機械降溫方法對該問題加以治理，雖然效果明顯，但運行成本高昂，進一步加重了礦井企業(yè)在能源消耗方面的負擔。基于此，本文以熱管理論技術(shù)為基礎(chǔ)，提出了熱管自然制冰技術(shù)，擬實現(xiàn)利用自然冷源進行制冰，冬蓄夏取。
　　本文首先對熱管自然制冰的熱周轉(zhuǎn)過程進行了分析，給出了熱管產(chǎn)冷量、傳熱影響范圍和凍結(jié)半

2、徑等評判熱周轉(zhuǎn)效果的量化標準。然后以傳熱學知識為基礎(chǔ)，建立了熱管自然制冰數(shù)學模型。通過模型假設(shè)，將傳熱過程簡化為一維進行求解，得出了熱阻網(wǎng)絡(luò)、熱管傳熱功率和熱管工作介質(zhì)蒸汽溫度的數(shù)學表達式，并給出了熱管制冰過程中管外冰層厚度的理論變化規(guī)律，分析得出了熱管參數(shù)同產(chǎn)冷量之間的對應(yīng)關(guān)系。
　　在以上理論研究基礎(chǔ)上，給出了熱管自然制冰實驗的具體設(shè)計過程。最終選定6根型號為∮32×3×1200-1500的低溫重力熱管作為該實驗的熱管組件，其

3、工作介質(zhì)為液氨，熱管排列間距0.5m；蓄冰池則設(shè)計為三層長方體鋼制結(jié)構(gòu)，其內(nèi)殼與外殼之間填充45mm厚硬質(zhì)聚氨酯泡沫對池體加以保溫。通過為期兩個月的實驗研究，得出了熱管自然制冰的實際成冰規(guī)律，成功地驗證了熱管自然制冰技術(shù)的可行性。
　　本章最后以濟寧某高溫礦井的實際熱害情況作為研究對象，按照較為完整的礦井降溫系統(tǒng)設(shè)計思路設(shè)計了一套熱管自然制冰系統(tǒng)，并進行了相應(yīng)的社會經(jīng)濟效益分析。結(jié)論認為，該技術(shù)不僅可以為礦井企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟利益