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回采工作面围岩散热的无因次分析

煤炭学报 1998年第1期23卷 62-66页

作者：秦跃平党海政曲方中国矿业大学北京研究生部山西矿业学院

根据回采工作面移动边界的特点，建立了动坐标下的围岩导热微分方程，研究了该方程的无因次形式；在大量计算结果的基础上，分析了煤岩平均热物理参数的计算式；给出了回采工作面围岩不稳定换热准数随各无因次参数的变化曲线和不稳定换... 详细信息

根据回采工作面移动边界的特点，建立了动坐标下的围岩导热微分方程，研究了该方程的无因次形式；在大量计算结果的基础上，分析了煤岩平均热物理参数的计算式；给出了回采工作面围岩不稳定换热准数随各无因次参数的变化曲线和不稳定换热系数的计算式．

关键词：回采工作面围岩散热无因次分析动坐标

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梯形巷道围岩散热有限体积法分析

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2015年第8期34卷 898-904页

作者：秦跃平宋怀涛吴建松白一雪董占元叶飞中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

为研究梯形巷道围岩散热的特点,依据能量守恒定律,建立二维非稳态导热积分方程,运用有限体积法分别建立内部节点和边界节点的热平衡方程,采用VB语言编写围岩温度场及散热量数值计算程序,并通过一个实例进行数值分析.研究结果表明:初始... 详细信息

为研究梯形巷道围岩散热的特点,依据能量守恒定律,建立二维非稳态导热积分方程,运用有限体积法分别建立内部节点和边界节点的热平衡方程,采用VB语言编写围岩温度场及散热量数值计算程序,并通过一个实例进行数值分析.研究结果表明:初始暴露的巷道围岩,围岩壁面温差大,温度梯度大,即围岩散热量也比较大;随着通风时间的延长,围岩浅部区域的温度逐渐接近于风流温度,散热量逐渐衰减,并且衰减幅度逐渐的减小.

关键词：梯形围岩散热有限体积法第三类边界围岩温度场

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围岩散热计算及壁面水分蒸发的处理

中国安全科学学报 2006年第9期16卷 23-28页

作者：高建良张学博河南理工大学安全科学与工程学院

笔者采用湿度系数法对壁面水分蒸发进行了处理,对计算壁面处饱和空气含湿量的方法进行了改进,将饱和空气含湿量与温度的关系拟合为二次曲线;建立了在考虑壁面水分蒸发情况下解算巷道围岩温度场分布及围岩向风流的散热量的数学方程,并采... 详细信息

笔者采用湿度系数法对壁面水分蒸发进行了处理,对计算壁面处饱和空气含湿量的方法进行了改进,将饱和空气含湿量与温度的关系拟合为二次曲线;建立了在考虑壁面水分蒸发情况下解算巷道围岩温度场分布及围岩向风流的散热量的数学方程,并采用异步长有限差分法对其进行了数值模拟求解;解算出巷道壁面水分蒸发情况下围岩温度分布、壁面温度和围岩散热量的变化规律;并与将饱和空气含湿量与温度的关系拟合为线型关系曲线时的解算结果进行了对比,将饱和空气含湿量和温度之间的关系拟合为线性的计算结果存在一定的误差,通风时间越长,湿度系数越大,风流相对湿度越小,拟合为线性时计算出来的壁面温度和围岩散热量的误差越大。

关键词：湿度系数相对湿度水分蒸发围岩散热壁面温度含湿量

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巷道断面形状对围岩散热规律的影响研究

安全与环境学报 2021年第6期21卷 2595-2601页

作者：张一夫谢倩楠董子文皮子坤湖南工学院安全与管理工程学院湖南衡阳421002 湖南工学院人因与安全工程研究院湖南衡阳421002

为了研究巷道断面形状特征对围岩散热特性的影响,结合矿井通风的实际情况,建立贴体坐标系下二维径向围岩非稳态导热的微分方程。利用坐标变换方法将实际物理平面内的控制方程转换到规则的计算平面内进行求解。以水力半径为1.2 m的不同... 详细信息

为了研究巷道断面形状特征对围岩散热特性的影响,结合矿井通风的实际情况,建立贴体坐标系下二维径向围岩非稳态导热的微分方程。利用坐标变换方法将实际物理平面内的控制方程转换到规则的计算平面内进行求解。以水力半径为1.2 m的不同断面形状的巷道为研究对象,利用自主编制的基于有限体积法(FVM)的C++求解程序,对其内部温度场变化情况开展数值模拟研究。结果表明,矿井通风初期的前5年内,围岩温度场的分布特点受巷道断面形状的影响较为显著。围岩散热呈现各向异性特点,且通风时间越长各向异性的特点越显著。通过数据分析拟合发现,巷道围岩的调热圈半径随通风时间呈指数变化,且经历相同通风时间后,调热圈半径随形状因子增大呈线性增加趋势。巷道壁面平均温度和散热热流密度随形状因子增大而降低,但二者随时间变化的轨迹不同。

关键词：安全工程围岩散热贴体坐标系调热圈巷道形状因子

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基于有限体积法的巷道围岩散热无因次分析

矿冶工程 2013年第3期33卷 5-7,12页

作者：秦跃平王健郝永江刘伟孔松中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

根据巷道围岩散热的特点,建立了非稳态围岩导热微分方程,运用有限体积法对方程进行了处理。引入无因次准数,对导热微分方程及运用有限体积法进行离散处理后的方程进行无因次分析。通过编写Visual Basic计算机程序对方程进行解算,得到巷... 详细信息

根据巷道围岩散热的特点,建立了非稳态围岩导热微分方程,运用有限体积法对方程进行了处理。引入无因次准数,对导热微分方程及运用有限体积法进行离散处理后的方程进行无因次分析。通过编写Visual Basic计算机程序对方程进行解算,得到巷道围岩内部在不同时间点下不同节点处的温度变化曲线、不同毕渥数时不同时间点下的巷道壁面温度和不稳定换热准数曲线。通过查图得到不稳定换热准数,进而可以计算一定长度的巷道围岩散热量。

关键词：巷道围岩散热无因次分析有限体积法

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掘进工作面围岩散热的有限元计算

中国安全科学学报 2002年第6期12卷 33-36页

作者：吴强秦跃平郭亮吴青银黑龙江科技学院中国矿业大学北京校区资源开发系

掘进工作面的围岩散热是至今尚未解决的一个重要问题。笔者根据掘进工作面围岩温度场的特点 ,分析了移动柱坐标下的导热微分方程 ,合理地确定了温度场边界、划分了单元格 ;推导了该特定导热微分方程的变分方程 ,阐述了有限元解算的原理 ... 详细信息

掘进工作面的围岩散热是至今尚未解决的一个重要问题。笔者根据掘进工作面围岩温度场的特点 ,分析了移动柱坐标下的导热微分方程 ,合理地确定了温度场边界、划分了单元格 ;推导了该特定导热微分方程的变分方程 ,阐述了有限元解算的原理 ;论述了由温度场解算结果计算围岩散热量的方法。由此原理和方法 ,编制了计算机程序 ,以一个简单的实例。

关键词：有限元计算掘进工作面温度场围岩散热矿井热害治理

基于围岩散热的巷道风流温湿度参数变化规律研究

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基于围岩散热的巷道风流温湿度参数变化规律研究

作者：杨威湖南科技大学

学位级别：硕士

高温矿井潮湿巷道风流温度的准确预测一直是困扰矿井降温设计的难题,而高温矿井中导致风流温升的主要热源是围岩散热。因此本文主要研究围岩散热对风流温升的影响,拟采用围岩散热计算的两种方法,得到了潮湿巷道风流温度预测的两种方法... 详细信息

高温矿井潮湿巷道风流温度的准确预测一直是困扰矿井降温设计的难题,而高温矿井中导致风流温升的主要热源是围岩散热。因此本文主要研究围岩散热对风流温升的影响,拟采用围岩散热计算的两种方法,得到了潮湿巷道风流温度预测的两种方法。一种通过建立围岩内部微分方程来求解围岩散热。利用半无限大平板的导热模型描述围岩内部导热过程,考虑风流与湿壁巷道的热湿交换。用湿度系数法计算巷壁与风流的潜热交换量,将饱和空气的含湿量拟合成温度的线性函数,并引入综合换热系数、综合风流温度,运用拉普拉斯变换求解巷道内部围岩导热微分方程,得到围岩内部温度分布的非稳态理论解。提出潮湿巷道实际壁面温度应根据壁面潮湿系数,由完全湿润巷壁温度与完全干燥巷壁温度的加权得到。在此基础上,根据热湿平衡原理,建立风流与巷道的传热和传质模型,运用中心差分格式推导出巷道风流温湿度的非稳态理论解。基于计算实例,运用maple数学软件编制计算程序计算风流温湿度,并分析了围岩内部温度、壁面温度、风流温湿度的变化规律。结果表明:(1)风流温度随巷道轴向距离增加,且增加幅度逐渐减小。含湿量随轴向距离大致呈线性增加。(2)巷道潮湿程度高,风温越低,含湿量越高,风流的焓值越高。(3)巷道表面潮湿程度过高时,由于水分蒸发的影响可能出现壁温低于风温的现象,但此时传热方向仍为围岩向风流散热。(4)增大风量可以降低风流温度,但并不呈线性关系,随着风量增加降低幅度越来越小。(5)通风时间对围岩温度和风流温湿度的影响大于风速和壁面潮湿系数的影响。另一种是利用不稳定换热系数计算围岩散热量。根据井下风流温湿度的变化特点,提出了分多个区间将风流含湿量多元线性回归成风流温度与相对湿度的二元一次函数,基于风流焓值方程得到通风时间小于1a与大于1a的巷道末端风流温度计算式。基于计算资料中的实例,与资料中的计算结果对比来验证计算精度,结果表明本文计算结果精度优于资料中的结果。得到的计算式较前一种简便,适合工程实践。

关键词：热害矿井风温预测围岩散热热湿交换变化规律

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潮湿巷道围岩散热及风流温度、湿度计算

潮湿巷道围岩散热及风流温度、湿度计算

作者：张学博河南理工大学

学位级别：硕士

围岩散热是导致矿井风流温度升高的主要热源之一。巷道中水分蒸发的处理对围岩温度分布、围岩散热、井下风流的温度和湿度的计算有重要的影响。本文进一步研究了潮湿巷道围岩与风流热湿交换理论,提出了理论上更可靠的水分蒸发量的计算方... 详细信息

围岩散热是导致矿井风流温度升高的主要热源之一。巷道中水分蒸发的处理对围岩温度分布、围岩散热、井下风流的温度和湿度的计算有重要的影响。本文进一步研究了潮湿巷道围岩与风流热湿交换理论,提出了理论上更可靠的水分蒸发量的计算方法;在此基础上,提出理论上更精确的壁面温度、围岩散热及巷道风流温、湿度的计算方法;建立了在考虑壁面水分蒸发情况下解算巷道围岩温度场、围岩散热、风流温度及湿度的数学模型,并采用异步长有限差分法对其进行了数值模拟求解;解算出考虑水分蒸发情况下围岩温度分布、壁面温度、围岩散热量和风流温度及湿度的分布与变化规律,并分析了壁面湿度系数、通风时间等参数对其的影响;通过解算结果的对比,对由于饱和空气含湿量、壁面温度及贯通风流温、湿度计算时巷道围岩初始温度的计算不当造成的解算误差进行了分析研究。经研究表明:由于饱和空气含湿量和贯通风流温、湿度计算时巷道围岩初始温度的计算不当会造成较大的解算误差,该误差与通风时间、壁面湿度系数等参数都有一定关系;壁面温度的计算不当也会造成一定的解算误差。

关键词：水分蒸发围岩散热湿度系数风流温度含湿量

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潮湿巷道围岩散热影响因素的数值分析

煤炭科学技术 2009年第9期37卷 51-53页

作者：时岚张学博河南神火煤电股份有限公司河南永城476600 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003

为了研究潮湿巷道围岩散热影响因素,对矿井风流与围岩热湿交换理论进行了研究,提出了理论上更可靠的潮湿巷道围岩散热计算方法,采用有限差分法进行了数值解算,编制了模拟解算矿井风流与围岩热湿交换的计算机程序,得到了潮湿巷道围岩散... 详细信息

为了研究潮湿巷道围岩散热影响因素,对矿井风流与围岩热湿交换理论进行了研究,提出了理论上更可靠的潮湿巷道围岩散热计算方法,采用有限差分法进行了数值解算,编制了模拟解算矿井风流与围岩热湿交换的计算机程序,得到了潮湿巷道围岩散热的变化规律,分析了通风时间、湿度系数等参数对围岩散热变化规律的影响。研究表明:显热、潜热及总散热量都随着通风时间的增长而减少,减少幅度逐渐降低;潮湿巷道壁面湿度系数对围岩散热量的影响较大,从潮湿巷道围岩表面散发的显热随着壁面湿度系数的增大而降低,而潜热和总散热量则随着壁面湿度系数的增大而增大。

关键词：湿度系数围岩温度水分蒸发围岩散热含湿量