矿井回风换热器数值模拟与优化的开题报告.docx

矿井回风换热器数值模拟与优化的开题报告
一、选题背景与意义
随着煤炭行业的发展，矿井内部通风散热成为一项重要的技术。而矿井内部空气的循环往往需要利用回风换热器进行换热。回风换热器的效率不仅影响到矿井通风散热的效果，也直接关系到矿井内部工作人员的安全和健康。因此，对回风换热器进行数值模拟与优化，具有重要的研究意义和应用价值。
二、研究内容和预期目标
本文主要研究矿井回风换热器的数值模拟与优化。具体研究内容包括：
1.回风换热器的数值模拟，建立回风换热器的数值模型，分析内部的流动、换热和温度场分布；
2.回风换热器的优化设计，基于数值模拟结果，考虑建筑结构、流动阻力等因素对回风换热器进行优化设计，提高换热器的效率；
3.仿真验证分析，利用数值仿真软件对模拟结果进行验证，并分析优化设计的效果。
预期目标：
1.建立矿井回风换热器的数值模型，得到其内部的流动、换热和温度场分布；
2.对回风换热器进行优化设计，提高其换热效率；
3.通过数值仿真验证，验证优化设计的效果。
三、研究方法和技术路线
本文采用数值模拟方法和优化设计方法，建立回风换热器的数值模型，并对其进行优化设计。具体技术路线如下：
1.矿井回风换热器数值模拟方法的研究：
基于矿井通风散热的需求，构建回风换热器的数学模型、控制方程和边界条件，利用数值分析方法求解模型，分析内部的流动、换热和温度场分布；
2.回风换热器的优化设计方法研究：
基于回风换热器的数值模拟结果，考虑建筑结构、流动阻力等因素对回风换热器进行优化设计，提高换热器的效率；
3.仿真验证分析：
利用数值仿真软件对模拟结果进行验证，并分析优化设计的效果，给出优化结果。
四、研究进度安排
阶段一：文献调研，在已有研究成果的基础上，深入了解矿井回风换热器的工作原理和研究现状，调查优化设计的流程、方法及其应用领域，熟悉数值模拟方法和技术路线，最终确定本文研究方向和方法。
阶段二：数值模拟方法论证，构建回风换热器的数学模型，控制方程和边界条件，采用合适的数值方法对模型进行求解，在Matlab、Fluent等软件平台进行编程仿真，对回风换热器的内部流动、换热和温度场分布进行仿真分析和数据处理。
阶段三：回风换热器的优化设计，分析建筑结构、流动阻力等因素，结合回风换热器的数值模拟结果，确定优化设计方案，最终得出优化结果。
阶段四：仿真验证分析，利用数值仿真软件对数值模拟结果进行验证，分析优化设计的效果，保证数值模拟结果的可靠性和精度。
阶段五：结果总结和论文撰写，将研究结果进行总结，形成论文，并撰写开题报告，最终完成学位论文的撰写。
五、预期成果和意义
1.建立矿井回风换热器的数值模型，分析内部的流动、换热和温度场分布；
2.对回风换热器进行优化设计，提高其换热效率；
3.数值仿真验证分析，验证优化设计的效果，提高矿井通风散热的效果，保障工作人员的安全和健康；
4.为煤炭行业的科学发展提供理论和实践的支持，推进煤炭行业安全、高效、可持续的发展。