МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА МЕЖДУ КРЕПЬЮ ШАХТНОГО СТВОЛА И ПРОХОДЯЩИМ ПО СТВОЛУ ВОЗДУХОМ В УСЛОВИЯХ СМЕШАННОЙ КОНВЕКЦИИ
Е.В. Колесов, Б.П. Казаков, М.А. Семин
Горный институт УрО РАН, Пермь, Россия
kolesovev@gmail.com
Ключевые слова: Рудничная вентиляция, шахтный ствол, смешанная конвекция, коэффициент теплоотдачи, CFD-моделирование, теплообмен
Страницы: 160-171
Аннотация
Приведены результаты теоретического исследования динамики воздушных потоков в вертикальном шахтном стволе в условиях смешанной конвекции с применением трехмерного численного моделирования в программном комплексе Ansys. Получены средние коэффициенты теплоотдачи на границе “крепь - воздух” в зависимости от перепада температуры между воздухом и крепью ствола, а также от средней скорости воздушной струи. Определены пороговые скорости воздушного потока для различных перепадов температуры крепи и воздуха. Показано, что при скоростях выше пороговой в инженерных расчетах можно пренебречь влиянием термогравитационных сил и использовать формулу для теплоотдачи при вынужденной конвекции, а при скоростях ниже пороговой необходимо учитывать поправку на величину коэффициента теплоотдачи вследствие действия свободной конвекции. Предложена эмпирическая формула для вычисления среднего безразмерного коэффициента теплоотдачи при доминирующем влиянии свободной конвекции.
DOI: 10.15372/FTPRPI20210515 |
