煤粉应用的模型及其假设

模型及其假设

建立数学模型的假设条件概括如下：

(1)颗粒群是均匀搅拌的系统，即认为颗粒群内气相和固相的物性参数分别是均匀的。因为所取颗粒群尺寸较小，这样假定是允许的。

(2)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。而在辐射加热条件下，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。

(3)颗粒群内的煤粉颗粒视为热量和质量的点源。

(4)煤粉仅由挥发分和固定碳组成。挥发分析出是等粒径过程，而颗粒表面的氧化反应是等密度过程。

(6)颗粒与气相不等温，二者以对流换流的形式进行热交换。

(7)挥发分气相燃烧反应的放热去加热气体，而颗粒表面氧化反应的放热则加热颗粒。根据陈建原的研究结果，这样的假定是合理的。热解吸热很少。表面氧化反应放热相比可忽略不计。

判断着火的方法很多。用数值模拟方法研究煤粉着火过程时，一般都采用温度跃变的着火定义。褐煤粉碎机和煤粉破碎机均用于煤粉加工的，前者的粉末较大，后者的粉磨较校当算得温度出现突跃时，即认为着火发生。对于本模型，由于不考虑颗粒的散热，当环境温度高于一定值，加热时间足够长，颗粒群肯定可以着火，这种着火属于非稳态着火状态。而处于稳定运行的燃烧设备中的着火，大多属于非稳态着火。

煤粉颗粒群的着火可能开始于颗粒表面燃烧(多相着火)，也可能首先发生在气相中(均相着火)。当然，不管是固相还是气相首先着火，只要两相中任一相发生着火，则整个颗粒群就着火了，因此颗粒群的着火时间为两相着火时间中的较小者。本文是这样判断颗粒群着火方式的：按式分别计算气相和固相的着火时间，若气相着火时间较短，则颗粒群发生的是均相着火，反之则是多相着火，而二者相等时则是联合着火。

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