高温高湿矿井热舒适性模拟分析：FLUENT软件应用

"高温高湿矿井人体热舒适数值模拟研究 (2009年)" 本文是一篇工程技术领域的论文，研究重点在于分析和优化矿井中的热环境，特别是对于高温高湿条件下的矿工热舒适性。研究采用了三维k-ε湍流模型，这是一种在流体力学中用于模拟复杂流动的数学模型，可以精确描述气体或液体中的湍流现象。Fluent软件是工业界广泛使用的计算流体动力学（CFD）工具，它在此研究中被用来模拟不同风速和温度组合下的巷道热环境。 作者通过模拟得到巷道内的速度场、温度场以及热舒适性指标PMV（预测平均投票值）和PPD（不满意人数百分比）的分布图。PMV和PPD是评估人体热舒适性的两个关键参数，由Fanger教授提出的热舒适理论所定义。PMV考虑了人体代谢率、服装热阻、空气温度、湿度、风速等因素，给出一个数值表示人体预期的热感觉。PPD则反映了在特定环境条件下，预计有多少人会感到不舒适。 研究表明，在巷道壁面温度为42℃且湿度达到90%的极端条件下，如果入口空气温度低于25℃，采用0.5 m/s的风速就能满足矿工的热舒适需求。若入口空气温度在28℃以下，提高风速至1.0 m/s也能保持舒适。但当入口空气温度超过28℃时，就需要采取降温措施来改善进风空气的温度，以保障矿工的热舒适性。 该研究的发现对于高温矿井的通风系统设计和改进具有实际指导意义，尤其是在我国，随着矿井开采深度增加，高温矿井问题日益突出，对矿工健康和生产效率构成威胁。通过对热舒适性的深入理解和数值模拟，可以为矿井通风策略提供科学依据，降低矿工因高温高湿环境导致的不适，提高矿井安全生产水平。