一种上喷式矿井排风热回收装置，它包括安装于矿井主通风机扩散塔顶端的挡水板，扩散塔底部设有集水池，集水池依次与沉淀池、水处理器连接，水处理器的出水口与热泵机组的热交换水进水口连接，热泵机组的热交换水出水口与安装于扩散塔内的管排及喷嘴连接；热泵机组的出水口分别连接井筒防冻水管、洗浴热水管和空调水管，所述澡堂废热水管也与沉淀池的进水口连接；其特征在于：所述管排及喷嘴安装于扩散塔内底部，喷嘴向上喷水；在保证喷嘴喷淋液滴不破碎不吹飞不悬浮的情况下，喷嘴至扩散塔顶端距离H大于且接近喷嘴喷淋液滴的最大上升高度Z：Z=∫Red00-Red9.8d2/γ2+0.75·ρa·Cd·(Red-Rea)·|Red-Rea|/ddRed,]]>其中，Red为离散相液滴雷诺数，Rea为连续相液滴雷诺数，Red0为离散相液滴初始雷诺数，d为液滴粒径，γ为流体运动黏度，Cd为阻力系数，ρa为空气密度。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种节水低阻高效的。本专利技术的技术要点是，它包括挡水板、集水池、沉淀池、水处理器、热泵机组、管排及喷嘴；特点为，所述管排及喷嘴安装于扩散塔内底部，喷嘴向上喷水；在保证喷嘴喷淋液滴不破碎不吹飞不悬浮的情况下，喷嘴至扩散塔顶端距离H大于且接近喷嘴喷淋液滴的最大上升高度Z；利用牛顿第二定律，数值仿真方法对装置各个参数分别进行优化。优化后的装置增大了液滴与排风之间的换热距离和换热时间，有效地利用了矿井排风动能，提高了装置热回收效率。装置不用把水送至顶部再向下喷淋，而是直接向上喷淋，减小了水泵的功耗。【专利说明】
本专利技术属于矿井排风热回收
，具体涉及一种节水低阻高效的。
技术介绍
矿井排风热回收装置，一般将喷淋设施布置在扩散塔顶部，并向下喷冷水回收排风热能。但是，由于空气与喷淋液滴之间相对速度较高，选择过小的液滴粒径，易导致液滴被吹飞，即风吹水损失；若选择较大的液滴粒径，则极易发生液滴破碎，破碎的液滴进而被排风流带走，导致风吹水损失，即使在装置顶部设置挡水板，风吹水损失量依旧非常可观；另外，液滴破碎导致液滴粒径选择范围缩小，尤其迎面风速较大时，甚至无法选择液滴粒径；从选择液滴粒径的角度看，逆流下喷存在液滴粒径选择难度大和风吹水损失大的问题；从空气-水热湿交换的角度看，传统下喷式装置中液滴与空气接触时间短，热交换不充分，导致装置热效率低；从循环水泵运行功耗的角度看，下喷式必须把水至少提升至扩散塔自身高度及以上，经常高达IOm以上，另外，由于喷水量通常较大，再加上喷水带来的空气阻力增加，则循环水泵功耗较大。【专利技术内容】本专利技术的目的之一在于针对上述三个方面的问题，提供一种节水低阻高效的上喷式矿井排风热回收装置。本专利技术的上喷式矿井排风热回收装置，它包括安装于矿井回风巷的扩散塔顶端的挡水板，扩散塔底部设有集水池，集水池依次与沉淀池、水处理器连接，水处理器的出水口与热泵机组的热交换水进水口连接，热泵机组的热交换水出水口与安装于扩散塔内的管排及喷嘴连接；热泵机组的出水口分别连接井筒防冻水管、洗浴热水管和空调水管，所述澡堂废热水管也与沉淀池的进水口连接；其特点是:所述管排及喷嘴安装于扩散塔内底部，喷嘴向上喷水；在保证喷嘴喷淋液滴不破碎不吹飞不悬浮的情况下，喷嘴至扩散塔顶端距离H大于且接近喷嘴喷淋液滴的最大上升高度Z:【权利要求】1.一种上喷式矿井排风热回收装置，它包括安装于矿井主通风机扩散塔顶端的挡水板，扩散塔底部设有集水池，集水池依次与沉淀池、水处理器连接，水处理器的出水口与热泵机组的热交换水进水口连接，热泵机组的热交换水出水口与安装于扩散塔内的管排及喷嘴连接；热泵机组的出水口分别连接井筒防冻水管、洗浴热水管和空调水管，所述澡堂废热水管也与沉淀池的进水口连接；其特征在于:所述管排及喷嘴安装于扩散塔内底部，喷嘴向上喷水；在保证喷嘴喷淋液滴不破碎不吹飞不悬浮的情况下，喷嘴至扩散塔顶端距离H大于且接近喷嘴喷淋液滴的最大上升高度Z: 2.根据权利要求1所述上喷式矿井排风热回收装置，其特征在于:所述喷淋装置的结构需使其喷淋液滴的粒径d与液滴初速度Ud0满足如下关系式:d(udcl-ua)2 < 0.3379 ;同时，液滴粒径还需满足: 3.一种基于权利要求1所述上喷式矿井排风热回收装置的设计方法，其特征在于包括如下步骤:根据扩散塔迎面风速ua，液滴粒径d，液滴初速度ud(l，在保证液滴不破碎不吹飞不悬浮的情况下，确定液滴的最大上升高度Z，并保证其小于且接近喷嘴至扩散塔顶端距离H ;利用牛顿第二定律，数值仿真方法对ua，ud(l，d，Z四个参数分别进行优化；其中，液滴的最大上升高度Z的计算公式为: 4.根据权利要求3所述上喷式矿井排风热回收装置的设计方法，其特征在于:为保证液滴不破碎、不吹飞、不悬浮，液滴的粒径d、扩散塔迎面风速Ua与液滴初速度Udtl满足如下关系式:d (Udtl-Ua)2 ( 0.3379 ;同时，液滴粒径还需满足: 5.根据权利要求4所述上喷式矿井排风热回收装置的设计方法，其特征在于:在液滴的最大上升高度Z的计算公式中，当扩散塔迎面风速为定值时，Cd值只与Red相关，令Re =Red-Rea，根据 Red值令式中被积函数等于 L(Cd = 24/Re),M(Cd = 18.5/Re3/5)，N(Cd = 0.44)，根据Redtl-Rea及Rea取值大小，将公式进行分段，当Redtl-Rea > 508，Rea > 508时，有下式:【文档编号】F28F25/06GK103727806SQ201410014101【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日 【专利技术者】王海桥, 崔海蛟, 陈世强, 李轶群, 李永存, 贾腾, 赵杰, 章晓伟 申请人:湖南科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种上喷式矿井排风热回收装置，它包括安装于矿井主通风机扩散塔顶端的挡水板，扩散塔底部设有集水池，集水池依次与沉淀池、水处理器连接，水处理器的出水口与热泵机组的热交换水进水口连接，热泵机组的热交换水出水口与安装于扩散塔内的管排及喷嘴连接；热泵机组的出水口分别连接井筒防冻水管、洗浴热水管和空调水管，所述澡堂废热水管也与沉淀池的进水口连接；其特征在于：所述管排及喷嘴安装于扩散塔内底部，喷嘴向上喷水；在保证喷嘴喷淋液滴不破碎不吹飞不悬浮的情况下，喷嘴至扩散塔顶端距离H大于且接近喷嘴喷淋液滴的最大上升高度Z：Z=∫Red00-Red9.8d2/γ2+0.75·ρa·Cd·(Red-Rea)·|Red-Rea|/ddRed,]]>其中，Red为离散相液滴雷诺数，Rea为连续相液滴雷诺数，Red0为离散相液滴初始雷诺数，d为液滴粒径，γ为流体运动黏度，Cd为阻力系数，ρa为空气密度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王海桥，崔海蛟，陈世强，李轶群，李永存，贾腾，赵杰，章晓伟，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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