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矿井高温热害是指矿井内环境气温超过人体正常热平衡所能忍受的温度，这会引起工人劳动效率降低，井下安全隐患增加，工人身体健康受到威胁等问题。现有的矿井整体降温方式存在成本高、管路易堵塞等缺点，而现有的局部降温方式虽然成本低，但还存在安全隐患和降温效果较差等缺点。为研发新型低成本高效矿井局部降温装置，本文针对所提出的基于涡轮膨胀制冷原理的局部降温系统，系统分析了该系统的组成、原理和降温特性，同时对与该系统尾部相连的关键部件—冷热风混合装置内的冷热风混合过程进行了数值模拟研究，为后续该设备的优化提供参考。
论文主要做了以下工作：
（1）在所提出的涡轮膨胀制冷机的基础上，对该系统的组成、原理和降温特性进行了系统分析和研究，结果表明该制冷方式是有效可行的，而且在煤矿这种特殊的易爆环境中使用起来比较安全。分析结果同时指出，与该局部降温装置尾部相连的冷热风混合结构设计的优劣，对最终吹到矿工周围的气流温度具有很大影响，而目前对该混风结构的研究还较少，因此，需要对其内部的混风过程进行详细研究。
（2）在建立斯托克斯方程组及k??湍流模型的基础上，利用Fluent及gambit等相关软件对上述混风装置的温度场和速度场进行计算和模拟，研究掘进入口处送风温度和送风速度改变后，冷热风混风装置内的气流的温度场和速度场的图像以及变化趋势。再结合涡轮膨胀风机式煤矿井下降温系统的工作原理及矿井下工作环境的实际情况，结合模拟结果得出合适的送风温度和送风速度。
论文主要做了以下工作：
（1）在所提出的涡轮膨胀制冷机的基础上，对该系统的组成、原理和降温特性进行了系统分析和研究，结果表明该制冷方式是有效可行的，而且在煤矿这种特殊的易爆环境中使用起来比较安全。分析结果同时指出，与该局部降温装置尾部相连的冷热风混合结构设计的优劣，对最终吹到矿工周围的气流温度具有很大影响，而目前对该混风结构的研究还较少，因此，需要对其内部的混风过程进行详细研究。
（2）在建立斯托克斯方程组及k??湍流模型的基础上，利用Fluent及gambit等相关软件对上述混风装置的温度场和速度场进行计算和模拟，研究掘进入口处送风温度和送风速度改变后，冷热风混风装置内的气流的温度场和速度场的图像以及变化趋势。再结合涡轮膨胀风机式煤矿井下降温系统的工作原理及矿井下工作环境的实际情况，结合模拟结果得出合适的送风温度和送风速度。