避难硐室储冰降温系统布局优化与仿真研究

避难硐室储冰降温装置布局研究 避难硐室作为地下矿山应急避险的重要设施，其内部环境的稳定性和舒适性对于被困人员的生存至关重要。本研究通过对避难硐室常用降温方式进行深入分析，指出传统的通风和自然冷却可能不足以应对极端高温情况。文章首先通过理论计算，确定在理想状态下，避难硐室中的人均热负荷约为140瓦，这强调了人为产生的热量对环境温度的影响。 研究者利用FLUENT软件进行了细致的通风仿真，模拟了40人硐室内不同储冰柜布局条件下风速和温度的分布情况。通过3因子2水平L4(23)正交试验方法，确定了影响风速和温度的关键因素及其主次顺序。这种方法有助于优化储冰柜的位置和数量，以实现更有效的热量转移和温度控制，从而提高避难硐室内的舒适度和安全性。 具体来说，温度分布受风速、储冰柜的放置位置以及储冰柜数量等因素影响。储冰柜不仅通过物理冷却作用降低空气温度，还能通过改变空气流动模式来增强通风效果。通过实验得出的最佳布局方案，可以在保持人员生命活动所需的最低温度标准的同时，最大限度地减少外部传热的影响。 此外，该研究还指出了在实际应用中降低系统误差的几个关键措施，如磁棒的安装要求、发射源与测量点的距离控制、延长观测时间和改善接地电阻等，这些都是确保测量设备准确性和稳定性的重要步骤。 最后，这项研究是基于"十二五"国家科技支撑计划项目以及中煤科工集团重庆研究院有限公司的青年创新基金支持，由宋乃林等人完成，他们在煤矿瓦斯治理和管理领域有着丰富的经验。研究成果发表在《煤炭技术》杂志上，为未来类似工程设计提供了宝贵的数据和理论依据。 本文的研究成果对于优化避难硐室的储冰降温系统设计，提升矿工在紧急情况下的生存环境质量具有重要意义，并为相关领域的工程师和决策者提供了实用的设计参考。