張蕾， 任曉芬， 郭軍霞， 楊雨瑩， 王旭， 徐文君， 秦顯強(qiáng)， 叢曉春

(1.河北工程大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院， 邯鄲 056038； 2.石家莊鐵道大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院， 石家莊 050043； 3.山東省土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 青島 266590)

近幾年來，人們對(duì)采礦、冶金等作業(yè)安全愈加關(guān)注，高溫高濕的濕熱環(huán)境更加引起了人們的廣泛重視[1]。長(zhǎng)期長(zhǎng)時(shí)處于高溫高濕環(huán)境中作業(yè)，極大危害作業(yè)人員的身心健康及作業(yè)安全，降低工人的工作效率從而影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)高溫高濕環(huán)境中溫濕度的變化規(guī)律、正確評(píng)價(jià)高溫高濕環(huán)境的熱害程度及開展降溫措施的研究對(duì)改善作業(yè)環(huán)境、保障作業(yè)人員工作安全具有重要的意義[2]。

文獻(xiàn)[2- 4]分別對(duì)巷道、地下硐室及隧道溫濕度進(jìn)行測(cè)試，研究了溫濕度的變化規(guī)律及其影響因素。文獻(xiàn)[5- 6]建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱濕耦合傳遞模型，通過理論分析及實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建的方法，分析影響圍巖與風(fēng)流間對(duì)流換熱系數(shù)的因素，并擬合了相關(guān)的對(duì)流換熱實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。文獻(xiàn)[7-9]為改善掘進(jìn)巷道、隧道、地下硐室濕熱環(huán)境，先后提出分段降溫、冰塊降溫、除濕器及引入室外新風(fēng)的機(jī)械通風(fēng)方法，對(duì)比分析了不同降溫技術(shù)下的降溫效果。文獻(xiàn)[10]研究發(fā)現(xiàn)在熱濕環(huán)境中身穿化學(xué)防護(hù)服出現(xiàn)的熱應(yīng)激與服裝、人體的生理反應(yīng)和環(huán)境狀況有關(guān)。文獻(xiàn)[11-13]為研究不同溫度和相對(duì)濕度環(huán)境下人體的熱反應(yīng)，對(duì)受試者的口腔溫度、心率、體表溫度、生理、心理、行為及熱感覺等進(jìn)行測(cè)試分析。

綜上可知，對(duì)高溫高濕環(huán)境研究多集中掘進(jìn)巷道、地下硐室、隧道風(fēng)流溫濕度變化規(guī)律、各種降溫技術(shù)的降溫效果及對(duì)人體生理、心理、行為、工作效率的影響研究，且熱濕源多為圍巖及采煤巷道壁面等固定結(jié)構(gòu)，針對(duì)冶金過程中傳輸物料及轉(zhuǎn)運(yùn)廢料的通廊，即移動(dòng)熱濕源條件下廊道熱環(huán)境分布規(guī)律及熱環(huán)境的改善方面相關(guān)研究較為匱乏。因此，現(xiàn)以邯鄲市某鋼鐵企業(yè)熱濕鐵渣轉(zhuǎn)運(yùn)廊道為依托，明確移動(dòng)熱濕源條件下廊道熱環(huán)境的分布規(guī)律，并探究送風(fēng)溫度、送風(fēng)風(fēng)速、鐵渣溫度及皮帶運(yùn)行速度對(duì)廊道熱環(huán)境的改善效果。

1 廊道空氣與皮帶表面熱濕耦合傳熱 物理模型

在廊道通風(fēng)降溫過程中，風(fēng)流與皮帶發(fā)生顯熱和潛熱交換。送風(fēng)溫度與皮帶熱源表面存在溫差而引起顯熱交換，由于熱的影響，皮帶表面水分的蒸發(fā)會(huì)釋放大量熱量形成潛熱交換，反之，由于濕的存在，進(jìn)一步加強(qiáng)了潛熱交換，即傳熱與傳濕相互耦合，存在交叉耦合擴(kuò)散效應(yīng)[2,14]。熱質(zhì)交換過程受多個(gè)參數(shù)影響，如皮帶表面溫度、皮帶表面相對(duì)濕度、送風(fēng)溫度、送風(fēng)相對(duì)濕度、送風(fēng)風(fēng)速、皮帶運(yùn)行速度。為簡(jiǎn)化計(jì)算，現(xiàn)做如下假設(shè)：①皮帶表面完全濕潤(rùn)，且相對(duì)濕度為100%；②將皮帶視為移動(dòng)熱源，不考慮其他設(shè)備及人員的散熱；③只考慮廊道內(nèi)部皮帶面與空氣的對(duì)流換熱，忽略導(dǎo)熱及輻射換熱[15]。其熱濕交換示意圖如圖1所示。

T0、d0分別為廊道入口處送風(fēng)溫度、送風(fēng)相對(duì)濕度；Tp、dp分別為皮帶表面溫度、皮帶表面相對(duì)濕度；T1、d1分別為廊道出口處 空氣溫度、空氣相對(duì)濕度圖1 熱濕交換示意圖Fig.1 Schematic diagram of heat and humidity exchange

如圖1所示廊道風(fēng)流與皮帶表面熱濕交換的總換熱量[16]可以用Q表示為

(1)

Q=Qc+Qr

(2)

式中：Q為總換熱量，w；K為廊道風(fēng)流與皮帶表面的對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2·℃)；tp為皮帶表面的溫度，℃；t0為廊道送風(fēng)溫度，℃；t1為廊道出風(fēng)溫度，℃；A為皮帶表面的換熱面積，m2；Qc為顯熱換熱量，W；Qr為潛熱換熱量，W。

1.1 廊道風(fēng)流與皮帶表面的顯熱交換

廊道風(fēng)流與皮帶表面的顯熱交換量由風(fēng)流與皮帶表面的溫差引起，顯熱交換量[16]為

(3)

式(3)中:h為廊道風(fēng)流與皮帶表面的顯熱對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2·℃)。

1.2 廊道風(fēng)流與皮帶表面的潛熱交換

廊道風(fēng)流與皮帶表面的潛熱交換量由皮帶表面裹挾純水液滴的飽和濕空氣的水分蒸發(fā)引起，潛熱交換量[17]為

(4)

式(4)中：Qr為潛熱換熱量，W；γ為水蒸氣汽化潛熱，J/kg；Pp為濕潤(rùn)皮帶表面飽和水蒸氣分壓力，Pa；Pf為廊道風(fēng)流的水蒸氣分壓力；Cp為空氣的定壓比熱容，J/(kg·℃)；Le為劉易斯準(zhǔn)則數(shù)；B為大氣壓，Pa；ψ為廊道風(fēng)流相對(duì)濕度。

為簡(jiǎn)化計(jì)算，可近似將飽和水蒸氣分壓力擬合成溫度的線性函數(shù)[17]為

Pp=239tp-1 915

(5)

Pfb=239tf-1 915

(6)

將式(5)和式(6)式代入式(4)中，由此可得到潛熱交換方程為

Qr=239ar[(tp-tf)+(1-φ)(tp-8.01)]

(7)

2 廊道概況

邯鄲市某鋼鐵企業(yè)鐵渣轉(zhuǎn)運(yùn)廊道用于轉(zhuǎn)運(yùn)經(jīng)壓水沖擊過的煉鐵廢渣，當(dāng)皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)熱濕鐵渣時(shí)，廊道內(nèi)形成高溫、高濕的工作環(huán)境。廊道全長(zhǎng)170 m、寬4.5 m、高3 m，皮帶位于廊道正中間位置，長(zhǎng)160 m，寬0.9 m，高1.2 m；皮帶兩側(cè)均有寬1.8 m的人行過道。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 廊道內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Schematic diagram of corridorinternal structure

2.1 測(cè)點(diǎn)布置

在距離廊道入口5、25、45、65、85、105、125、145、165 m位置處選取9個(gè)測(cè)試斷面，各測(cè)試斷面分別用符號(hào)A-A、B-B、C-C、D-D、E-E、F-F、G-G、H-H、I-I所表示。每個(gè)斷面上布置5個(gè)測(cè)點(diǎn)，選取人行橫道兩側(cè)均勻布置測(cè)點(diǎn)，距廊道底部0.5 m，距皮帶右側(cè)0.9 m布置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，距廊道底部2 m，距皮帶右側(cè)0.9 m布置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)；廊道正中間距皮帶上端0.3 m處布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)；如圖3所示，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)試3次，取平均值。

圖3 廊道測(cè)點(diǎn)布置Fig.3 Layout of corridor measuring points

2.2 測(cè)試結(jié)果分析

廊道各斷面測(cè)試結(jié)果如表1和表2所示，各斷面1測(cè)點(diǎn)溫度和相對(duì)濕度均高于其它斷面測(cè)點(diǎn)溫度和相對(duì)濕度，由于1測(cè)點(diǎn)位于皮帶正上方，故溫度和相對(duì)濕度最高，且各斷面各測(cè)點(diǎn)溫度均高于30 ℃，最高溫度達(dá)到38.6 ℃。各斷面各測(cè)點(diǎn)相對(duì)濕度均高于49%，最高相對(duì)濕度達(dá)到95.7%?！栋踩こ虒W(xué)》規(guī)定溫度在32 ℃以上和相對(duì)濕度在60%以上可視為濕熱環(huán)境[18]。工人長(zhǎng)期處于此高溫高濕環(huán)境中工作危害其身體健康，參考《礦山安全實(shí)施條例》工人工作地點(diǎn)空氣溫度不應(yīng)超過28 ℃[19]。為此，參照規(guī)范[20]，本文選擇適用于廊道的矩形短風(fēng)管壓入式通風(fēng)方式(2 m×1.6 m×1.6 m)改善廊道內(nèi)部熱環(huán)境。

表1 溫度測(cè)試結(jié)果分析Table 1 Analysis of temperature test results

表2 相對(duì)濕度測(cè)試果分析Table 2 Analysis of relative humidity test results

3 數(shù)值模擬

3.1 數(shù)學(xué)模型建立

圖4 幾何模型圖Fig.4 Geometric model diagram

建立廊道尺寸為 170 m×4.5 m×3 m，皮帶尺寸為160 m×0.9 m×1.2 m的幾何模型，風(fēng)管位于廊道正中間位置，距廊道底部1.5 m位置處，如圖4所示。采用SIMPLE算法，選擇標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型[21]及組分輸運(yùn)模型。為確保模擬的可靠性需正確設(shè)置邊界條件，由于皮帶輸送鐵渣僅由壓水沖擊，故相對(duì)濕度100%，溫度為55 ℃，運(yùn)行速度為1.5 m/s；風(fēng)管出風(fēng)口設(shè)置為速度入口，送風(fēng)相對(duì)濕度為50%[22]；廊道出口設(shè)置為自由出流；其余設(shè)置為固定壁面；沿廊道長(zhǎng)度方向截取9個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，待計(jì)算收斂后，讀取各斷面平均溫度。

3.2 有效性驗(yàn)證

為確保模型的有效性，將溫度、相對(duì)濕度模擬值與實(shí)測(cè)值對(duì)比分析。如圖5所示，由A截面到I截面溫度、相對(duì)濕度的模擬與實(shí)測(cè)值均呈現(xiàn)逐漸增加的變化趨勢(shì)，其模擬值均大于實(shí)測(cè)值。由于模擬壁面為絕熱壁面，未考慮廊道壁面與廊道內(nèi)部空氣傳熱的影響，且各截面溫度、相對(duì)濕度模擬與實(shí)測(cè)值的誤差均小于10%，表明所建立的數(shù)值模型有效。

圖5 實(shí)測(cè)與模擬數(shù)值對(duì)比圖Fig.5 Comparison of measured and simulated data

4 單因素試驗(yàn)

單因素試驗(yàn)是指應(yīng)用控制變量法，保持其他因素不變，改變其中一個(gè)因素進(jìn)行分析的一種方法。本文研究中影響廊道熱環(huán)境的因素分別為送風(fēng)溫度、送風(fēng)風(fēng)速、鐵渣溫度、皮帶運(yùn)行速度。為研究各因素對(duì)廊道熱環(huán)境的改善效果，保持其他三個(gè)因素不變，改變其中一個(gè)因素進(jìn)行熱環(huán)境分析。為便于觀察各因素對(duì)廊道熱環(huán)境的改善效果，截取廊道左側(cè)人行道(X=-3.6)截面處溫度云圖進(jìn)行分析。

4.1 送風(fēng)溫度對(duì)廊道熱環(huán)境的改善

為研究不同送風(fēng)溫度對(duì)廊道熱環(huán)境的改善效果，控制送風(fēng)風(fēng)速為1 m/s，鐵渣溫度為55 ℃，皮帶運(yùn)行速度為1.5 m/s，令送風(fēng)溫度分別為20、22、24、26 ℃。如圖6所示，可見無論起點(diǎn)送風(fēng)溫度多大，風(fēng)流溫度均隨著風(fēng)流方向逐漸升高，整體變化趨勢(shì)一致。送風(fēng)溫度越低，與皮帶表面的溫差越大，顯熱與潛熱交換量越大，在風(fēng)流的影響下從廊道尾部門排到廊道外空氣中的熱量越多，從而維持廊道內(nèi)的低溫。送風(fēng)溫度為22 ℃時(shí)，沿廊道長(zhǎng)度方向105 m位置處溫度超過28 ℃，其余不同送風(fēng)溫度條件下，廊道內(nèi)部溫度大于28 ℃位置依次遞減，送風(fēng)溫度小于22 ℃時(shí)，基本滿足工人工作舒適性的要求。采用Origin軟件繪制廊道溫度隨送風(fēng)溫度的變化曲線圖，如圖7所示。并擬合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式為

θ=0.822t+9.438

(8)

式(8)中：t為送風(fēng)溫度，℃。

由圖7可知，送風(fēng)溫度與廊道溫度之間存在線性關(guān)系，即隨送風(fēng)溫度的增加，廊道溫度遞增。當(dāng)溫度從20 ℃增加到22 ℃時(shí)，廊道溫度變化幅度為1.75 ℃；當(dāng)溫度從22 ℃增加到24 ℃時(shí)，廊道溫度變化幅度為1.61 ℃；當(dāng)溫度從24 ℃增加到26 ℃時(shí)，廊道溫度變化幅度為1.58 ℃；說明持續(xù)增加送風(fēng)溫度，不僅起不到降溫作用，還會(huì)惡化廊道熱環(huán)境。為此，綜合考慮制取低溫空氣的成本及廊道熱環(huán)境的最大改善效果，選擇送風(fēng)溫度為22 ℃時(shí)，可有效改善廊道熱環(huán)境。

圖6 不同送風(fēng)溫度下人行道截面(X=-3.6 m)溫度云圖Fig.6 Temperature cloud diagram of sidewalk section (X=-3.6 m) at different air supply temperatures

圖7 不同送風(fēng)溫度下廊道溫度Fig.7 Corridor temperature at different air supply temperatures

4.2 送風(fēng)風(fēng)速對(duì)廊道熱環(huán)境的改善

為研究送風(fēng)風(fēng)速對(duì)廊道熱環(huán)境的改善效果，控制送風(fēng)溫度為22 ℃，鐵渣溫度為55 ℃，皮帶運(yùn)行速度為1.5 m/s，分別令送風(fēng)風(fēng)速為1.0、2.0、3.0、4.0 m/s。如圖8所示，由于廊道內(nèi)皮帶表面溫度高于送風(fēng)溫度，送風(fēng)空氣在熱源的影響下逐漸被加熱，并隨風(fēng)流方向沿廊道長(zhǎng)度方向運(yùn)移，且由于送風(fēng)風(fēng)速與皮帶存在相對(duì)速度，當(dāng)送風(fēng)風(fēng)速小于皮帶運(yùn)行速度時(shí)，廊道中后段位置被高溫覆蓋；當(dāng)送風(fēng)風(fēng)速大于皮帶運(yùn)行速度時(shí)，在相對(duì)風(fēng)速的影響下，熱量逐漸從廊道尾部涌出，廊道中后段高溫區(qū)域明顯被改善。送風(fēng)速度為1 m/s時(shí)，廊道后端溫度超過28 ℃，其余送風(fēng)速度下，廊道內(nèi)部溫度均小于28 ℃。采用Origin軟件繪制出廊道溫度隨送風(fēng)風(fēng)速的變化曲線圖，如圖9所示。并擬合出相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式為

(9)

式(9)中:v為送風(fēng)風(fēng)速，m/s。

由圖9可知，送風(fēng)風(fēng)速和廊道溫度呈負(fù)冪函數(shù)關(guān)系，即隨送風(fēng)風(fēng)速的增加，廊道溫度逐漸降低，增加送風(fēng)風(fēng)速可降低廊道溫度，當(dāng)風(fēng)速從1.0 m/s增加到2.0 m/s時(shí)，廊道溫度降低2.79 ℃；當(dāng)風(fēng)速從2.0 m/s增加到3.0 m/s時(shí)，廊道溫度降低0.79 ℃；當(dāng)風(fēng)速從3.0 m/s增加到4.0 m/s時(shí)，廊道溫度降低0.45。說明當(dāng)風(fēng)速升高到一定程度時(shí)，降溫作用不再顯著。為此，綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本及廊道熱環(huán)境最優(yōu)的改善效果，最佳送風(fēng)風(fēng)速為2.0 m/s。

圖8 不同送風(fēng)風(fēng)速下人行道截面(X=-3.6 m)溫度云圖Fig.8 Temperature cloud diagram of sidewalk section (X=-3.6 m) under different environmental wind speeds

圖9 不同送風(fēng)風(fēng)速下廊道溫度Fig.9 Corridor temperature at different environmental wind speeds

4.3 鐵渣溫度對(duì)廊道熱環(huán)境的改善

為研究皮帶表面不同鐵渣溫度對(duì)廊道熱環(huán)境的改善效果，控制送風(fēng)溫度為22 ℃，送風(fēng)速度為2.0 m/s，皮帶運(yùn)行速度為1.5 m/s，分別令鐵渣溫度為50、55、60、65 ℃。如圖10所示，由于鐵渣溫度高于送風(fēng)空氣溫度，與送風(fēng)空氣進(jìn)行熱量交換，熱源溫度越高與送風(fēng)空氣溫差越大，兩者總換熱量越大，在風(fēng)流及皮帶運(yùn)動(dòng)的相對(duì)影響下逐漸向廊道尾部擴(kuò)散，形成高溫區(qū)域，熱源溫度越高，高溫區(qū)域覆蓋范圍越廣。采用Origin軟件繪制出廊道溫度隨鐵渣溫度的變化曲線圖，如圖11所示。并擬合出相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式為

(10)

式(10)中:T為鐵渣溫度，℃。

圖10 不同鐵渣溫度下人行道截面(X=-3.6 m)溫度云Fig.10 Temperature cloud diagram of sidewalk section (X=-3.6 m)under different iron slag temperatures

圖11 不同鐵渣溫度下廊道溫度Fig.11 Corridor temperature at different iron slag temperatures

由圖11可知，鐵渣溫度與廊道溫度之間存在正冪函數(shù)關(guān)系，即隨鐵渣溫度的增加，廊道溫度逐漸增加。當(dāng)鐵渣溫度由50 ℃增加到55 ℃時(shí)，廊道溫度升高0.54 ℃；當(dāng)鐵渣溫度由55 ℃增加到60 ℃時(shí)，廊道溫度升高0.79 ℃；當(dāng)鐵渣溫度由60 ℃增加到65 ℃時(shí)，廊道溫度升高0.74 ℃；總體上，熱源溫度為50～65 ℃時(shí)，廊道溫度均未超過28 ℃的要求，且將鐵渣溫度處理到更低的溫度時(shí)，需要耗費(fèi)大量的低溫水。為此，兼顧經(jīng)濟(jì)成本及廊道熱環(huán)境的最佳改善效果，最佳熱源溫度為65 ℃。

4.4 皮帶運(yùn)行速度對(duì)廊道熱環(huán)境的改善

為研究皮帶運(yùn)行速度對(duì)鐵渣轉(zhuǎn)運(yùn)廊道熱環(huán)境的改善效果，控制送風(fēng)風(fēng)速為2 m/s、送風(fēng)溫度為22 ℃、鐵渣溫度為65 ℃，分別令皮帶運(yùn)行速度為1.5、2、2.5、3 m/s。如圖12所示，由于鐵渣溫度高于廊道送風(fēng)空氣溫度，在溫差的作用下傳遞熱量，并隨風(fēng)流向廊道長(zhǎng)度方向運(yùn)移，使得廊道中后段區(qū)域溫度明顯高于廊道前半部分。當(dāng)皮帶運(yùn)行速度增加時(shí)，屬于強(qiáng)制對(duì)流換熱，增強(qiáng)鐵渣與廊道空氣的熱交換，當(dāng)皮帶運(yùn)行速度大于廊道風(fēng)速時(shí)，其相對(duì)速度越大，熱交換越明顯，高溫區(qū)域覆蓋范圍越廣。當(dāng)皮帶運(yùn)行速度為1.5 m/s時(shí)，廊道內(nèi)部125 m位置處溫度超過28 ℃，說明持續(xù)增加皮帶運(yùn)行速度，會(huì)惡化廊道內(nèi)部環(huán)境。采用Origin軟件繪制出廊道溫度隨皮帶運(yùn)行速度的變化曲線圖，如圖13所示。并擬合出相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式為

(11)

式(11)中:Vp為皮帶運(yùn)行速度，m/s。

由圖13可知，皮帶運(yùn)行速度和廊道溫度呈正冪函數(shù)關(guān)系，即隨皮帶運(yùn)行速度的增加，廊道溫度逐漸增加。但當(dāng)皮帶速度從1.5 m/s增加到2 m/s時(shí)，廊道溫度升高0.04 ℃；當(dāng)皮帶速度從2 m/s增加到2.5 m/s時(shí)，廊道溫度升高0.21 ℃；當(dāng)皮帶速度從2.5 m/s增加到3.0 m/s時(shí)，廊道溫度升高0.27 ℃。且圖13曲線斜率(0.016)明顯小于圖11曲線斜率(1.049)，表明皮帶運(yùn)行速度對(duì)廊道溫度的影響程度較鐵渣溫度小。皮帶運(yùn)行速度的增加，雖然會(huì)提高鐵渣的運(yùn)輸量，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，但是會(huì)惡化廊道內(nèi)部環(huán)境。為此，在保證正常鐵渣供應(yīng)量的前提下，考慮到皮帶運(yùn)行速度對(duì)廊道熱環(huán)境的影響，控制皮帶運(yùn)行速度為3.0 m/s時(shí)，可有效改善廊道熱環(huán)境。

圖12 不同皮帶速度下人行道截面(X=-3.6 m)溫度云圖Fig.12 Temperature cloud diagram of sidewalk section (X=-3.6 m) under different belt speeds

圖13 不同皮帶運(yùn)行速度下廊道溫度Fig.13 Corridor temperature at different different belt speeds

5 各因素影響程度分析

影響廊道熱環(huán)境的因素眾多，各因素對(duì)廊道熱環(huán)境的影響也各不相同。為明確各因素對(duì)廊道熱環(huán)境的影響程度，選取廊道9個(gè)截面平均溫度的均值作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。利用正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇送風(fēng)風(fēng)速，送風(fēng)溫度、皮帶運(yùn)行速度、鐵渣溫度為實(shí)驗(yàn)因素，每個(gè)因素取4個(gè)水平，各實(shí)驗(yàn)因素及其水平值如表3所示。

利用SPSS軟件對(duì)4因素4水平生成L16(44)正交表，如表4所示。采用極差分析方法對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，以明確各因素對(duì)廊道熱環(huán)境的影響程度。影響因素極差排序如表5所示，對(duì)廊道熱環(huán)境影響程度從大到小的影響因素為：送風(fēng)溫度、送風(fēng)風(fēng)速、鐵渣溫度、皮帶運(yùn)行速度。

表3 因素水平表Table 3 Factor level table

表4 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 4 Orthogonal test scheme and results

表5 影響因素極差值及排序Table 5 Range and order of influencing factors

6 結(jié)論

(1)具有移動(dòng)熱濕源的熱濕環(huán)境中，交叉耦合擴(kuò)散效應(yīng)同樣存在，即傳熱與傳濕相互影響。

(2)移動(dòng)熱濕源廊道熱環(huán)境分布規(guī)律與固定熱濕源相比存在顯著差異，在廊道長(zhǎng)度方向存在明顯的分段現(xiàn)象，且廊道中后段位置被高溫區(qū)域覆蓋。

(3)送風(fēng)溫度、送風(fēng)風(fēng)速、鐵渣溫度、皮帶運(yùn)行速度對(duì)廊道熱環(huán)境影響程度依次降低。送風(fēng)風(fēng)速與廊道溫度呈負(fù)冪函數(shù)關(guān)系；送風(fēng)溫度與廊道溫度之間存在線性關(guān)系；皮帶運(yùn)行速度、鐵渣溫度和廊道溫度呈正冪函數(shù)關(guān)系。

(4)受篇幅限制，本文研究中僅考慮了送風(fēng)溫度、送風(fēng)風(fēng)速、鐵渣溫度、皮帶運(yùn)行速度對(duì)廊道熱環(huán)境的影響，未考慮送風(fēng)相對(duì)濕度、皮帶換熱面積及送風(fēng)口形狀大小位置對(duì)廊道熱環(huán)境的影響，將在后續(xù)的研究中進(jìn)一步完善。