深部矿井热环境模拟：人体热舒适与节能优化

"该研究基于三维k-ε湍流模型，使用Fluent软件对高温高湿的回采工作面进行了热环境的数值模拟，探讨了人体热舒适性问题。研究中，作者余学云、赵伏军和向立平通过PMV-PPD指标对巷道热环境进行预测和评估，得出结论：在0.5≤v≤1.0m/s的入口空气速度下，送风温度保持在18≤t≤22℃是合适的。对于1.0＜v＜4m/s的情况，尽管可能有吹风感，但人体仍处于热舒适范围内。通过优化送风速度和温度，可以确保井下作业人员的热舒适性，并节省能源。该研究关注深部矿井的热害问题，强调了改善井下环境对安全生产的重要性。" 这篇论文详细探讨了在煤炭回采工作面的热环境模拟与人体热舒适性的关系。作者运用了先进的三维k-ε湍流模型，这是一种常用于流体动力学模拟的数学模型，能够有效地描述复杂流动情况下的湍流行为。Fluent软件是实现这一模型的重要工具，它广泛应用于各种工程领域的流体流动和热传递问题。 论文中提到的PMV-PPD指标是评价热舒适性的标准，Predicted Mean Vote (PMV)预测的是平均感觉温度，而Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD)则预测不满意人群的百分比。这两项指标综合考虑了环境因素如温度、湿度、风速以及人体代谢率等因素对人体热感觉的影响。通过这些指标，研究者可以预测工作环境中工人的热舒适状态，从而为改善工作环境提供依据。 研究结果显示，适当的送风速度和温度对维持工人热舒适至关重要。在0.5到1.0米每秒的送风速度下，送风温度控制在18到22摄氏度区间，可以有效防止过度加热或冷却，保障工人的舒适感。然而，当送风速度提高到1.0米每秒以上时，虽然人体可能感受到吹风，但只要PMV值在-1到+1之间，表明大部分工人仍能感到舒适。 在深部矿井中，由于地温的升高和湿度的增加，热环境问题愈发突出，这对工人的健康和安全构成威胁。因此，研究提出的优化通风策略不仅有助于提高工人的工作效率，也有助于减少因高温高湿导致的安全事故。此外，通过合理控制通风，可以节约能源，符合可持续发展的要求。 这篇论文提供了对深部矿井热环境管理的科学依据，对于改进矿井工作环境，保障工人健康，提升煤矿安全生产具有重要意义。其研究方法和结论对其他类似环境下的工程设计也具有参考价值。