重力热管布置方式对煤堆高温点的影响研究

殷鹏程, 田兆君, 鲁义, 张胜媛, 欧艳萍, 孙凯, 杨轶涵

殷鹏程,田兆君,鲁义,等.重力热管布置方式对煤堆高温点的影响研究[J].工矿自动化,2021,47(9):96-100.. DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.17813
引用本文: 殷鹏程,田兆君,鲁义,等.重力热管布置方式对煤堆高温点的影响研究[J].工矿自动化,2021,47(9):96-100.. DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.17813
YIN Pengcheng, TIAN Zhaojun, LU Yi, ZHANG Shengyuan, OU Yanping, SUN Kai, YANG Yihan. Study on the effect of gravity heat pipe arrangement onhigh temperature point of coal pile[J]. Journal of Mine Automation, 2021, 47(9): 96-100.. DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.17813
Citation: YIN Pengcheng, TIAN Zhaojun, LU Yi, ZHANG Shengyuan, OU Yanping, SUN Kai, YANG Yihan. Study on the effect of gravity heat pipe arrangement onhigh temperature point of coal pile[J]. Journal of Mine Automation, 2021, 47(9): 96-100.. DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.17813

重力热管布置方式对煤堆高温点的影响研究

基金项目: 

国家自然科学基金项目(51974119)

湖南省自然科学基金项目(2018JJ3184)

湖南省教育厅重点项目(19A186)

详细信息
  • 中图分类号: TD752.2

Study on the effect of gravity heat pipe arrangement onhigh temperature point of coal pile

  • 摘要: 现有研究已得出重力热管的数量、插入深度和角度、充液率、工质液等会影响煤堆内部温度场的分布,但对重力热管在煤堆中的最佳布置方式的研究较少。针对上述问题,基于重力热管传热理论模型,将热源等效为球体,通过数值模拟和实验相结合的方式,分析重力热管布置方式对煤堆高温点的影响,并得出重力热管的最佳布置方式。基于Comsol软件的数值模拟结果表明:重力热管插入深度对煤堆内部高温热源点温度的影响大于重力热管插入倾角的影响;在相同角度下,重力热管布置深度越大越好,即距离热源越近越好;在相同深度下,重力热管布置角度为60,90,45,30°时,降温幅度依次递减;当重力热管插入深度为60 cm、插入倾角为60°时,最高降温幅度达到61.2 ℃,煤堆降温效果最好。基于储煤堆移热实验台的实验结果表明:重力热管最佳布置方式与仿真结果一致,降温速率整体趋势与模拟结果相似;随着倾角增加,热管降温速率先减小后增加,热管插入倾角为60°时,降温速率达到最大值。
    Abstract: The existing researches have concluded that the number of gravity heat pipes, insertion depth and angle, filling rate, working fluid will affect the distribution of the internal temperature field of coal pile. However, there are few researches on the optimal arrangement of gravity heat pipes in coal pile. In order to solve the above problems, based on the gravity heat pipe heat transfer theoretical model, the heat source is equivalent to a sphere, and the effect of gravity heat pipe arrangement on the high temperature point of coal pile is analyzed by a combination of numerical simulation and experiment, and the optimal arrangement of gravity heat pipe is derived. The numerical simulation results based on Comsol software show that the depth of gravity heat pipe insertion has greater effect on the temperature of the high-temperature heat source point inside coal pile than the inclination angle of gravity heat pipe insertion. Under the same angle, the greater the gravity heat pipe arrangement depth is, the better. This means that the closer to the heat source, the better. Under the same depth, when the gravity heat pipe arrangement angle is 60, 90, 45 and 30°, the cooling range decreases in order. When the insertion depth of gravity heat pipe is 60 cm and the insertion angle is 60°, the highest cooling range reaches 61.2 ℃, and the coal pile has the best cooling effect. The experimental results based on the coal storage pile heat transfer test bench show that the optimal arrangement of gravity heat pipes is consistent with the simulation results, and the overall trend of the cooling rate is similar to the simulation results. With the increase of the inclination angle, the cooling rate of heat pipe decreases first and then increases, and the cooling rate reaches the maximum when the inclination angle of heat pipe insertion reaches 60°.
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  • 发布日期:  2021-09-19
  • 刊出日期:  2021-12-28

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