[发明专利]上喷式矿井排风热回收装置及其设计方法

摘要

本发明公开了一种节水低阻高效的上喷式矿井排风热回收装置及其设计方法。本发明的技术要点是，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。

主权项

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：Z=∫Red00-Red9.8d2/γ2+0.75·ρa·Cd·(Red-Rea)·|Red-Rea|/ddRed,]]>其中，Re_d为离散相液滴雷诺数，Re_a为连续相液滴雷诺数，Re_d0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，C_d为阻力系数，ρ_a为空气密度。