煤粉颗粒群研究方法

颗粒群研究方法

由于浓度效应造成的显著差别的存在，再采用单颗粒理论来分析煤粉气流中的着火就不切合实际。研究发现，在液体燃料的射流燃烧过程中单个液滴的火焰不存在，燃烧受整个液滴群体燃烧的控制而形成公共火焰，因而近年来采用群体取代单液滴研究液雾着火、燃烧成为一种发展趋势。煤粉气流中着火和燃烧过程同样存在颗粒的浓度效应，借鉴研究液滴群的方法，一些研究者采用了颗粒群模型。

与单颗粒相比，颗粒群的着火在形式上更接近实际的煤粉气流，而其处理较实际的煤粉气流简单得多，很容易应用较丰富的单颗粒的研究成果和现有的理论分析方法，其结论更容易应用到实际中去，因而煤粉颗粒群是一种较好的替代研究对象。煤粉磨机属于煤粉制备设备，在煤粉制备工艺流程中是必不可少的。此外，煤粉颗粒群研究方法可以对过去采用单颗粒模型的一些研究结果进行更合理的解释。如能深入研究下去，则可能为认识煤粉气流着火和燃烧过程提供新的理论。

为了研究煤粉颗粒群的着火特性，本书作者研究了一个由单一直径d，的煤粉颗粒均匀弥散在空气中所形成的直径为d。的球形颗粒群的着火模型。颗粒群是静态的，并处在温度为T占的辐射加热和温度为T。的气体对流加热包围之中。加热使颗粒群升温、着火和燃烧。模型的假设条件如下：

(1)颗粒群是均匀搅拌的系统，即颗粒群内的物性参数均匀分布。

(2)在辐射加热条件下，只考虑煤粉对辐射的吸收和发射，不计散射，气体对辐射是透明的，煤粉则被视为灰体;在对流加热条件下，颗粒群通过气相与周围环境进行对流换热。

(3)煤粉颗粒视为热量、质量的点源。

根据上述模型，本书作者分别研究了受辐射加热的煤粉颗粒群着火时间、着火机制、着火温度与煤粉浓度的关系，挥发分含量、煤粉粒径、辐射源温度对着火时间的影响;受对流加热的煤粉颗粒群，除探讨了着火与煤粉浓度的关系外，还研究了颗粒群本身特性因素(挥发分含量、粒径、颗粒群尺寸、氧浓度、颗粒群初温)、加热条件对着火时间的影响。其主要结论是：

(1)当煤粉浓度由高向低变化时，颗粒群着火方式都会出现由均相着火向多相着火的转变。

(2)在相同条件下，均相着火比多相着火时间短，而均相着火都出现在高浓度下，这正是高浓度强化和稳定着火的根本机理。

(3)颗粒群本身特性因素对着火特性均有影响。高挥发分、小粒径、高氧浓度时着火时间相|立较短。

(4)外部加热温度是较主要的影响因素。加热温度越高，着火时间越短。

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