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随着煤炭的开采，我国浅井煤炭资源逐渐减少，开采的深度不断增加。近年来，在煤炭开采过程中，矿井除了受到包括瓦斯爆炸、高粉尘、火灾、水灾、顶板事故在内的传统五大灾害外，矿井内的高温高湿热害问题也逐渐突出。热害问题不仅恶化了煤炭开采的工作环境，伤害了生产一线员工的身体，还增加了煤矿事故发生的频率。因此，采取适当的措施来保证煤矿井下作业的安全势在必行。 本文分析了煤矿井下高温高湿热害问题的来源，对煤矿井下的降温措施进行了论述。指出在现行条件下，仅仅依靠加大风量等非空调制冷方式已经无法满足矿井下的降温需求，开发研究矿井空调降温系统的呼声越来越高。本文针对煤矿的井下空气环境特点及现有的矿井空调系统，选用了最为适合的压缩空气型矿井空调系统，并对系统中最为关键的部件之一——蒸发器进行了传热特性研究。 本文以淮北市某煤矿作为研究对象，分析了矿井下空调的特殊环境和矿井空调的技术难点，对矿井空调系统的设计研究进行了详细说明;本文的矿井空调选用R407C作为制冷剂来满足矿井下的特殊安全要求，选用整体平直型翅片来适应矿井下高含湿、高粉尘的情况。根据矿井空调的性能和结构要求，设计了井下用的空调试验装置，搭建了试验装置试验台，并对蒸发器进行了传热特性的数值模拟分析和试验研究。 对蒸发器传热特性的数值模拟和试验研究表明: 1)在湿空气进口相对湿度不同的情况下，湿空气的速度分布规律基本一致，可以忽略湿空气中水蒸汽的冷凝析出对湿空气本身的流动特性的影响，但是，随着湿空气进口相对湿度的增加，湿空气的出口流速会降低; 2)当湿空气的进口温度与进口相对湿度一定时，湿空气的进出口温降会随着进口速度的增加而降低; 3)当湿空气的进口速度增加时，湿空气的析湿量降低，一部分水蒸汽会在降低到露点温度前被带出换热器; 4)当进口空气温度不变的情况下，出口空气的温降随着湿空气进口相对湿度的增加而较为缓慢地降低，且随着相对湿度的增加，其下降的幅度变小; 5)出口空气温降随着进口空气温度的增加而增加，随进口空气相对湿度增加而降低; 6)蒸发器的传热量随着进口空气温度的增加而增加，随着进口空气相对湿度的增加而增加; 7)蒸发器内湿空气对流传热的Nu数随Re数的增加而增加，但增幅随Re数的增大而略有降低。