煤粉濃度和著火距離的關(guān)系

煤粉氣流的著火是燃燒過程的一個(gè)臨界狀態(tài)，射流從燃燒器出口一直達(dá)到這個(gè)臨界狀態(tài)所走的路程，被稱為著火距離。褐煤粉碎機(jī)和煤粉破碎機(jī)均用于煤粉加工的，前者的粉末較大，后者的粉磨較校在鍋爐燃燒中稱這段距離為“黑龍”，盡量縮短這段距離不僅在燃燒技術(shù)上有實(shí)際意義，而且在理論研究方面也是非常必要的。

盛昌棟在Essenhigh和Krazinski等人模型的基礎(chǔ)上，提出了一種一維平面層流煤粉氣流的著火模型。該模型詳細(xì)地描述了火焰中的輻射、對(duì)流傳熱、熱解、揮發(fā)分析出和多相化學(xué)反應(yīng)過程，重點(diǎn)是計(jì)算煤粉濃度和著火距離的關(guān)系。

一、著火的物理模型

本模型是以一維或柱塞型煤粉氣流的燃燒過程為基礎(chǔ)的，其對(duì)應(yīng)的是一維煤粉燃燒試驗(yàn)爐中的燃燒過程。雖然實(shí)際爐膛內(nèi)流動(dòng)截面大小有限，氣流被熱的爐壁包圍，但當(dāng)燃燒過程穩(wěn)定后，壁面和氣流之間達(dá)到熱量平衡，不再參與換熱過程，其溫度與相同軸向位置的氣體溫度相等，因此系統(tǒng)可簡(jiǎn)化為一維的。

二、建立數(shù)學(xué)模型的假設(shè)條件

假定條件概括如下：

(1)煤粉氣流是一維、平面、穩(wěn)態(tài)的層流流動(dòng)，所有參數(shù)呈一維分布;

(2)煤粉氣流中氣相與顆粒相為等速運(yùn)動(dòng)，無滑A移現(xiàn)象;

(3)煤粉為尺寸均勻的球形顆粒，在氣相中均勻彌散;

(5)煤粉氣流中顆粒與氣相不等溫，兩相之間通過對(duì)流換熱進(jìn)行熱量交換，不計(jì)顆粒內(nèi)部的溫差;

(6)熱解時(shí)揮發(fā)分的析出按兩競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)進(jìn)行，煤粉的熱解是體積反應(yīng)。忽略體積膨脹，因而視為等體積的過程。

(8)氣相反應(yīng)的放熱完全用于加熱氣體，固相反應(yīng)釋熱則完全加熱顆粒不計(jì)熱解過程的吸熱，因?yàn)樗c表面氧化反應(yīng)及揮發(fā)分燃燒反應(yīng)放熱相比，要小得多;

(10)煤粉氣流中的輻射也是一維的，僅考慮顆粒的輻射吸收、發(fā)射和散射，氣相對(duì)輻射而言是透明的。

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