强迫对流条件下管内测温准确性分析

在讨论强迫对流条件下管内测温准确性时，需关注几个关键知识点，包括强迫对流现象、热电偶的测温原理、数值计算方法、以及工程应用中的测温准确性问题。 强迫对流是指在外部强制力作用下，流体（液体或气体）沿特定方向流动的一种传热方式。不同于自然对流，强迫对流可由风扇、泵或其它机械设备产生。在工程实践中，强制流动可以提高热量交换的效率，常见于冷却系统、加热器、热交换器等设备中。而在强迫对流条件下，管内空气的流动特性将影响温度分布和传热效果。 热电偶是目前应用最广泛的温度测量工具之一。它基于塞贝克效应，即两种不同导体或半导体材料形成闭合回路，当接触点温度不同时产生电势差的原理。热电偶能够快速响应温度变化，并可以测量从极低到极高的温度范围。通常，热电偶被用来测量流体、固体表面或空间中的温度，但其测温准确性受到安装位置、周围流动状态和环境因素等的影响。 文中提到的数值计算是指运用数学模型对物理现象进行模拟计算，预测热电偶在不同位置测温时的准确度。数值计算方法包括有限差分法、有限元法、有限体积法等，这些方法可以用来模拟流体流动、传热过程、温度分布等。在本文研究中，数值计算用来分析冻结管内空气在强迫对流条件下，热电偶在不同位置（空管中心、两侧边缘以及贴壁）测得温度与实际空管外壁（冻结壁）温度的差异。 文章结论表明，仅当热电偶的测点贴壁时，测温才是最精确的。而在其他位置，如管内中心或两侧边缘时，测温的平均误差会随着空气流速的增加而线性增加。这一发现对于斜井冻结施工过程具有重要的实际意义，它提示在斜井挖掘过程中，通过向冻结管内放入测温杆来测量管外冻结壁温度变化的方法是有效的。同时，这一结论也适用于其他需要通过管内测温来反映管外壁温度的场合。 在工程应用方面，斜井开拓法作为一项广泛应用于大型矿井的建设技术，因其经济性高、效率好等优点，被国内外大型矿井所青睐。在斜井开拓过程中，尤其在西部地区遇到含水的白垩系地层时，斜井冻结法是维持井筒掘进中冻结壁稳定的必要手段。而实际操作中，如何准确测量井筒掘进时切断的冻结管内空气温度，对于掌握冻结壁的解冻时间和速率至关重要。本文的研究成果为斜井冻结施工提供了监测冻结壁变化的理论基础，进而为整个矿井的安全生产提供了重要保障。 文章中提到的关键词如冻结管、强迫对流、测温、数值计算等，均为工程领域的专业术语，它们代表了本研究的核心内容和技术关键点。冻结管指在冻结施工中使用的管材，通常用于输送低温介质以降低周围土壤的温度；强迫对流是热力学中描述热交换方式的一个重要概念；测温是温度测量的简称，是进行热能管理与控制的基础；而数值计算则是现代工程技术分析不可或缺的工具之一。这些关键词的运用，反映了研究内容的科学性和技术性。