煤粉的燃燒

煤粉的燃燒過程是一個(gè)復(fù)雜的受物理化學(xué)因素影響的多相燃燒過程。在此過程中，既發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng)，又發(fā)生質(zhì)量和熱量的傳遞、動量和能量的交換。

一般而言，煤中的可燃物主要是焦炭，它占煤發(fā)熱量的40%(泥煤)至95%(無煙煤)，而且其燃燒時(shí)間較長，所以焦炭燃燒的快慢是整個(gè)燃燒過程的關(guān)鍵。

煤粉的燃盡

煤粉氣流著火以后，煤粉就強(qiáng)烈地燃燒。燃燒速度起初很高，然后逐漸減慢，因?yàn)闅饬髦械难鯘舛戎饾u減校煤粉磨粉機(jī)再生產(chǎn)煤粉設(shè)備中占據(jù)了一個(gè)比較重要的地位。煤粉燃盡過程的條件和機(jī)理是十分復(fù)雜的。在整個(gè)燃盡過程中，氣流的溫度起初飛速上升，因?yàn)榇藭r(shí)燃燒非常迅速，燃燒產(chǎn)熱非常多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了吸熱的影響。等到后來燃燒速度減慢了，燃燒產(chǎn)熱減小，抵消不了水冷壁吸熱的影響，溫度就逐漸下降，直到氣流離開爐膛。

實(shí)際的鍋爐爐膛是一個(gè)三維空間，爐膛中有一個(gè)理想溫度點(diǎn)，稱為火炬中心。從火炬中心向三維空間中任一個(gè)方向前進(jìn)，溫度都逐漸降低。

送進(jìn)爐膛的煤粉與空氣混合物中的濃度也不均勻。燃燒器與燃燒器之間也存在著煤粉和空氣分配不均勻的現(xiàn)象。為了提高煤粉的著火、燃燒和燃盡性能，并降低燃燒污染物的排放，一次風(fēng)和二次風(fēng)要在燃燒過程中逐步混合。燃盡過程中燃料與氧的濃度也都在變化。

煤粉與空氣流是氣固兩相流動。兩相射流中煤粉顆粒比較多地將沿著線飛行，不會像氣體那樣自由地向側(cè)邊擴(kuò)散。而且在重力場的作用下，煤粉受到了沉降作用的影響。煤粉又是直徑不同的一大群顆粒組成的寬篩分混合物，即使直徑均勻的粉粒噴進(jìn)爐膛，由于顆粒和氣流運(yùn)動狀態(tài)存在隨機(jī)的湍流脈動，有些在爐內(nèi)停留的時(shí)間長一些，有些則短一些。

煤粉的燃盡過程是這樣復(fù)雜.所以現(xiàn)在還不能對整個(gè)燃盡過程提出一個(gè)比較完整的物理模型。迄今為止，有不少研究者提出了這種或那種物理模型，但是都只能解釋某些局部的現(xiàn)象，或者對燃盡過程作出了許多簡化的假設(shè)。下面我們對柱塞流動中懸浮顆粒群的等溫燃燒的特性進(jìn)行介紹。

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