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作者：李军;王越;许洪山;王军旗;
单位：天津大学化工学院化学工程研究所;化学工程与低碳技术全国重点实验室;天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室;
摘要：为保证耦合压力交换装置的矿井降温系统的降温效果,建立了压力交换缸内冷热水混合的计算流体力学仿真模型,基于冷水为3℃,热水为18℃,冷热水流量均为30 m~3·h~(-1)的额定工况,以冷水温升<0.5℃为优化目标,研究了操作参数和结构参数对冷水温升的影响。结果表明,在冷水进流时间大于热水进流时间10%时,冷水温升由冷热水进流时间相等时的5.42降低至1.01℃。以此为基础,当流量从10增加到50 m~3·h~(-1)时,冷水温升呈先减小后增大的变化趋势,在流量为30m~3·h~(-1)时温升最小,为1.01℃。冷水温升与冷热水温差呈线性关系,温差每增加2℃,温升增加0.135℃,当温差降低至7℃时,冷水温升<0.5℃。缸体长度从6增加到18 m,冷水温升从1.01下降到0.10℃,在长度为12 m时冷水温升<0.5℃。缸体内径从130增加到280 mm,冷水温升从1.01下降到0.36℃,在内径为230 mm时冷水温升<0.5℃。压力交换装置0.5℃的超低冷水温升目标可优先通过调控冷热水进流时差及适当增加缸体长度或内径来实现,从而最大限度提升矿井降温系统的降温效果。
关键词：压力交换装置;;矿井降温系统;;冷热水混合;;冷水温升
基金资助：国家重点研发计划课题(2022YFC3202902)
