D0I:10.13374/j.issn1001053x.1997.04.024 第19卷第4期 北京科技大学学报 Vol.19 No.4 1997年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.1997 斜井内空气温度和湿度的变化规律* 蒋仲安李怀宇 北京科技大学资源工程学院，北京100083 摘要根据传热学理论，建立了斜井内空气温度和相对湿度的数学模型，针对大孤山铁矿东斜井 的实标条件，分析斜井内空气温度和相对湿度与距进风口距离和风流速度的变化规律，提出解决 斜井内空气潮湿有雾的主要措施，即机械通风可保持斜井内风流流速和方向稳定 关键词斜井，温度，相对湿度，风流速度 中图分类号TD727 当地面空气进人斜井后，空气与井壁和各种热源之间不断地进行热湿交换，使空气的温 度和湿度不断变化；同时在斜井周围形成一圈温度不同于岩层温度的调热圈，调热圈内的岩 层温度受通风影响而发生变化，随着与斜井壁面距离的增加影响逐渐减少，最终消失而达到 岩层原始温度， 当斜井通风后形成了调热圈，使得靠近地面浅部井内空气的温度受进风流空气温度的影 响比较显著，当进风流温度随季节而发生了周期性变化，进人斜井中风流线路上的温度也发 生相应的周期性变化，即通常所说的夏季岩壁从风流中吸热，降低进风流的温度，增加空气的 相对湿度；冬季岩壁向风流中放热，增加进风流的温度，降低空气的相对湿度.由于这种变化 的存在，往往造成斜井内空气潮湿有雾、风流不稳定、风流速度很小或静止状态，严重影响斜 井内机电设备的正常运行以及井内作业人员的环境卫生条件.为此，本文根据传热理论，建立 斜并内温度和湿度变化规律的数学模型，结合大孤山铁矿东斜井的特点，分析影响斜井内温 度和湿度变化的主要因素，从而提出解决斜井内潮湿有雾和控制风流不稳定的措施和方法， 1数学模型的建立 1.1温度计算的数学模 根据能量守恒和转换定律，当湿空气通过斜井时，在斜井内各种热源散热量和因高差产 生的重力位能作用下，必将引起某段斜井始末断面上风流能量的变化，并在忽略其动能变化 的条件下，始末两断面上焓值的变化为： 2±Lgsin9x103 i-i=G (1) 式中：i,,为某段斜井始末断面上风流的焓值，kJ/kg;∑2为该区段中各种热源散热量之和， kJ/s;G为通过该区段的质量风量，kgs,即，G=SUP。S斜井的断面面积，m,U,为斜井内风 1996-1103收稿第一作者男34岁副研究员博士后 ◆国家教委博士后基金和同家“八五”攻关资助项目第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 斜井 内空 气温度和 湿度 的变化规律 蒋仲安 李怀 宇 北京 科技大学 资源 工程 学 院 ， 北京 摘要 根据传热学理论 ， 建立 了斜井 内空 气温度 和相 对湿度 的数学模 型 ， 针 对大孤 山铁矿东斜井 的 实际条件 ， 分析斜井 内空气温度和 相 对湿度与距进 风 口 距 离和 风 流速度 的变化规律 ， 提 出解 决 斜井 内空 气潮湿有雾的主要措施 ， 即机械通 风 可保持斜井 内风流流速和方向稳定 关键词 斜井 ， 温度 ， 相 对湿度 ， 风流速度 中图分类号 当地 面 空 气 进人 斜 井 后 ， 空 气 与井 壁 和 各 种 热源 之 间不 断地 进行 热 湿 交 换 ， 使 空 气 的温 度 和 湿度 不 断变化 同时在 斜 井周 围形 成 一 圈温 度 不 同于 岩 层 温 度 的调 热 圈 ， 调 热 圈 内的岩 层 温 度 受 通 风影 响而 发 生 变 化 ， 随着 与斜井壁 面距离 的增 加 影 响逐 渐 减 少 ， 最 终 消 失 而 达 到 岩层 原始温度 当斜井通 风后 形 成 了调 热 圈 ， 使得靠近地 面浅部井 内空气的温度 受进风 流 空 气温 度 的影 响 比较 显 著 当进风 流 温 度 随季 节 而 发 生 了周期性 变 化 ， 进人斜井 中风 流 线路 上 的温 度 也 发 生相 应 的周期性 变 化 ， 即通 常所说的夏 季岩壁从风流 中吸热 ， 降低 进风 流 的温 度 ， 增 加 空 气的 相 对湿 度 冬 季 岩壁 向风 流 中放热 ， 增 加进 风 流 的温 度 ， 降低 空 气 的相 对湿 度 由于 这 种 变化 的存在 ， 往 往 造 成斜 井 内空 气潮 湿有 雾 、 风 流不 稳定 、 风 流 速 度 很 小 或静 止 状态 ， 严 重 影 响斜 井 内机 电设备 的正 常运行 以 及井 内作 业人 员 的环境 卫生条件 为此 ， 本 文根 据传 热理 论 ， 建 立 斜 井 内温度 和 湿 度 变 化规律 的数学模 型 ， 结合 大 孤 山 铁 矿 东斜 井 的特 点 ， 分 析影 响斜 井 内温 度 和 湿度 变化 的主要 因素 ， 从而提 出解 决斜井 内潮 湿有雾 和控 制风 流不 稳定 的措施 和 方法 数学模型 的建立 温度计 算的数学模 根 据能量 守恒 和 转换定 律 ， 当湿 空 气通 过 斜井 时 ， 在 斜 井 内各 种 热源 散热量 和 因高差 产 生 的重 力位 能作 用 下 ， 必 将 引起 某 段 斜 井 始 末 断 面 上 风 流 能 量 的变 化 ， 并 在 忽 略其 动 能 变 化 的条件 下 ， 始末 两 断面上 烩值 的变 化 为 艺 ， ， 飞 ， 一 ’ ， 吸 不一 士 考 阴 式 中 、 ， 为某段斜 井始末 断面 上 风 流 的烩值 ， 艺 。 为 该 区段 中各 种 热源 散 热量 之 和 ， 为通过该 区段 的质量 风量 ， ， 即 ， 一 气 ， 斜井 的断面 面积 ， ，， 叭为斜井 内风 一 一 收稿 第一 作者 男 岁 副研究 员 国家教委博士后基金 和 国家 “ 八 五 ” 攻 关资助项 目 博 士 后 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1997．04．024