时间:2014-05-27 10:38:33
作者:世邦机器
钝体尾迹煤粉燃烧过程的研究
钝体尾迹中煤粉的燃烧过程比较复杂,它除了上述均匀混气回流区的零维稳燃理论外,由于煤粉燃烧过程的特殊性,还有其他特殊规律。现在先来研究钝体尾迹煤粉燃烧过程的特点。
1.煤粉燃烧是典型的多相燃烧过程
煤粉燃烧比均匀混气复杂得多,它一般包括下列子过程:较长的预热时间,挥发分析出,快速热分解和燃烧,焦炭的燃烧和燃荆在这个较长的燃烧过程中,影响燃烧稳定性的因素是多方面的,如煤的种类和成分不同、颗粒大孝表面及内部的多孔性、孔隙率、燃烧过程的膨胀性、炭表面灰壳阻碍氧扩散的因素,等等。这些过程和均匀混气有较大的差别,是一个典型的多相燃烧过程。
3.燃烧煤粉的膨胀对火焰长度的影响
烟煤在燃烧过程中挥发分析出后,形成中空球体,在快速热解时,煤粒内部的可燃物甚至向外喷射,使成熔融状的煤粒发生膨胀,形成煤胞。如果煤粒疏松多孔,氧扩散至内部,使燃烧不仅在外表面,而且在内表面进行,火焰相对较短。煤粉磨粉机再生产煤粉设备中占据了一个比较重要的地位。对于挥发分较少的无烟煤,近似焦灰燃烧,几乎没有膨胀过程,反应也不快,火焰拉的比较长。而褐煤即使受到快速加热也很少膨胀。因此,劣质煤粉燃烧的火焰比较长。
4.燃烧过程中煤粒的运动状态及温度
煤粉颗粒不是球形,它在力的作用下,特别是强旋流和回流区内循环作用下,发生强烈的旋转,每秒钟甚至旋转约1000次。在强旋流的流场中(旋流数S=1.o),火焰长度可以缩短为无旋火焰(S=o)长度的1/3左右。
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随着国民经济的发展,人们将面临着人口、资源和环境的危机,尤其是环境污染。煤粉燃烧和它的关系是非常密切的,到21世纪中叶(2050年),化石能源仍然占主导地位,全世界用煤量占一次能源的30%以上,中国则占60%~70%,它们所造成的污染仍然是非常严重的。
事实上,来自火焰前沿的辐射并不是单方向的。适用于无穷大平面系统的这一单方向辐射的假定所引起的误差,将在下一段中加以讨论。
圆形射流卷吸的流量与射流的距离(z)成正比,矩形射流的卷吸量与距离的平方根成正比。
研究着火过程比较简便的方法是研究初始阶段的温度场,这里测量了燃烧器出口的温度分布。
煤粉高效燃烧和火焰稳定的关键是燃烧的初始阶段,当煤粉刚喷入炉内o.15秒时,挥发分析出已超过80%,固定碳烧掉60%,在0.2秒时,煤粉已烧去80%,而剩下的20%煤需要4倍(o.8秒)时间才能烧完。
尽管煤的组成是各向异性的,但却具有一些规律性的特征,将其定义为物理结构和化学结构。对这些特征的详尽了解,对于理解煤在不同的物理和化学过程如液化、气化和燃烧过程中的行为是必不可少的。