《礦井避難硐室圍岩蓄冷-相變蓄熱耦合降溫系統特性研究》是依託西南交通大學，由袁艷平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：礦井避難硐室圍岩蓄冷-相變蓄熱耦合降溫系統特性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：袁艷平
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在無任何外界支持的情況下，礦井避難硐室應滿足96小時額定防護時間內溫度不高於35℃的強制要求。常規的製冷降溫措施均存在一定的局限性，不能滿足煤礦井下緊急避險系統建設的要求，相變降溫是目前最具潛力的技術措施。避難硐室相變降溫目前處於工程嘗試階段，尚缺系統的理論研究。課題擬採用理論分析、數值計算與實驗研究相結合的方法，進行礦井避難硐室相變降溫的基礎研究。具體包括：避難硐室高溫環境形成過程的三維非穩態傳熱數值模擬與實驗驗證；圍岩的間歇蓄冷機理及其對避難硐室熱環境的影響；複雜邊界下內部非均質複合材料相變單元的傳熱特性分析，並在此基礎上研究相變裝置的蓄熱特性；避難硐室圍岩-人體-相變裝置-室內空氣的三維非穩態傳熱數值模擬與實驗研究；相變降溫裝置與蓄冷圍岩的最佳化配置。研究成果可為解決礦井避難硐室降溫技術難題，實現易維護、低成本、無危害的有效降溫提供理論基礎和技術支撐。
結題摘要
礦井避難硐室是保障礦工生命安全的重要設施，面對礦難發生後的惡劣外部環境以及斷電狀況，傳統降溫方法都不適用。本課題針對避難硐室溫度保障問題，結合熱能存儲技術，提出了一種適用於礦井避難硐室的圍岩蓄冷-相變蓄熱耦合降溫方法，解決了避難硐室的溫度控制難題。課題在闡明圍岩換熱機理的基礎上，研究了耦合降溫系統圍岩連續蓄冷及間歇蓄冷特性，並針對不同時期工程要求，提出了快速、節能、方便的分段組合式間歇蓄冷模式。設計了適用於礦井避難硐室的相變降溫裝置，建立了地下封閉空間包含圍岩-熱源-相變裝置-空氣在內的非穩態傳熱數值計算方法，其中相變座椅還涉及複合邊界條件下裝置內部材料的相變、導熱及自然對流。基於該數值計算方法，揭示了圍岩蓄冷-相變蓄熱耦合降溫系統傳熱及控溫規律，並對耦合降溫系統進行了最佳化，提出了降溫系統的最佳化運行策略。本課題提出的礦井避難硐室圍岩蓄冷-相變蓄熱耦合降溫方法無需電力支持，系統安全可靠，結構簡單，滿足了本質安全條件下無源環境中避難硐室內降溫要求，這對於緩解礦工的緊張情緒，增加礦工的被救幾率具有重要作用，為井下礦工生命安全保障提供了重要的技術支撐。研究成果對於其它封閉地下空間熱濕環境控制也有重要的指導意義。
