顆粒群研究方法

由于濃度效應造成的顯著差別的存在，再采用單顆粒理論來分析煤粉氣流中的著火就不切合實際。研究發(fā)現，在液體燃料的射流燃燒過程中單個液滴的火焰不存在，燃燒受整個液滴群體燃燒的控制而形成公共火焰，因而近年來采用群體取代單液滴研究液霧著火、燃燒成為一種發(fā)展趨勢。煤粉氣流中著火和燃燒過程同樣存在顆粒的濃度效應，借鑒研究液滴群的方法，一些研究者采用了顆粒群模型。

與單顆粒相比，顆粒群的著火在形式上更接近實際的煤粉氣流，而其處理較實際的煤粉氣流簡單得多，很容易應用較豐富的單顆粒的研究成果和現有的理論分析方法，其結論更容易應用到實際中去，因而煤粉顆粒群是一種較好的替代研究對象。煤粉磨機屬于煤粉制備設備，在煤粉制備工藝流程中是必不可少的。此外，煤粉顆粒群研究方法可以對過去采用單顆粒模型的一些研究結果進行更合理的解釋。如能深入研究下去，則可能為認識煤粉氣流著火和燃燒過程提供新的理論。

為了研究煤粉顆粒群的著火特性，本書作者研究了一個由單一直徑d，的煤粉顆粒均勻彌散在空氣中所形成的直徑為d。的球形顆粒群的著火模型。顆粒群是靜態(tài)的，并處在溫度為T占的輻射加熱和溫度為T。的氣體對流加熱包圍之中。加熱使顆粒群升溫、著火和燃燒。模型的假設條件如下：

(1)顆粒群是均勻攪拌的系統(tǒng)，即顆粒群內的物性參數均勻分布。

(2)在輻射加熱條件下，只考慮煤粉對輻射的吸收和發(fā)射，不計散射，氣體對輻射是透明的，煤粉則被視為灰體;在對流加熱條件下，顆粒群通過氣相與周圍環(huán)境進行對流換熱。

(3)煤粉顆粒視為熱量、質量的點源。

根據上述模型，本書作者分別研究了受輻射加熱的煤粉顆粒群著火時間、著火機制、著火溫度與煤粉濃度的關系，揮發(fā)分含量、煤粉粒徑、輻射源溫度對著火時間的影響;受對流加熱的煤粉顆粒群，除探討了著火與煤粉濃度的關系外，還研究了顆粒群本身特性因素(揮發(fā)分含量、粒徑、顆粒群尺寸、氧濃度、顆粒群初溫)、加熱條件對著火時間的影響。其主要結論是：

(1)當煤粉濃度由高向低變化時，顆粒群著火方式都會出現由均相著火向多相著火的轉變。

(2)在相同條件下，均相著火比多相著火時間短，而均相著火都出現在高濃度下，這正是高濃度強化和穩(wěn)定著火的根本機理。

(3)顆粒群本身特性因素對著火特性均有影響。高揮發(fā)分、小粒徑、高氧濃度時著火時間相|立較短。

(4)外部加熱溫度是較主要的影響因素。加熱溫度越高，著火時間越短。

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