煤粉的燃燒模式

燃燒模式

在探討柱塞流動中懸浮煤粉顆粒群的等溫燃燒(即不考慮傳熱與混合問題)之前，博鱼先對顆粒的燃燒模式作一簡短說明。

燃燒模式在此是指煤粉顆粒在燃燒過程中物理結構的變化。例如，碳可以從顆粒外表麵燒蝕，而其密度保持不變，即所謂的等密度燃燒模式;或者可以均勻地在整個顆粒中燃燒，而顆粒尺寸不發生變化，即所謂的等直徑燃燒模式。煤粉磨機屬於煤粉製備設備，在煤粉製備工藝流程中是必不可少的。如果顆粒呈一空心球形，所有的質量都集中在其外殼上，那麽燃燒時尺寸也不會發生變化。對許多煤種，在煤粉火焰的快速加熱下，發生後一種情況是極有可能的。

單一粒徑懸浮炭顆粒群的燃盡

為了計算懸浮炭顆粒群的燃盡時間，需先計算自由氣流中的氧分壓。在混合已經完成的條件下，沿火焰的氧氣分壓力將由於燃燒過程中氧的消耗而下降。在一預混火焰中，任一點的氧濃度取決於在該點有多少燃料已經燃盡，並與比值廠有關。

嚴格地說，氧氣分壓力應根據燃燒產物的實際組成來計算。如果忽略分解反應以及煤中所含的氫燃燒時分子數增加這些因素的影響，並假定揮發分首先燃燒，而殘炭的未燃盡率為u的話，則可以近似地寫出氧分壓的表達式：

對於在等溫柱塞流動中燃燒的單一粒徑懸浮炭顆粒群，有可能將控製火焰任一部位燃燒速率的所有因素都表示成殘炭未燃盡率的函數，因而也就有可能直接計算出懸浮顆粒群的燃盡時間。在燃燒模式一定的條件下，顆粒直徑即可直接由殘炭的未燃盡率U計算得到，從而在假定諸如氣體溫度、表麵反應速率係數以及自由氣流中的氧分壓這些參數已知時，顆粒表麵積以及單位麵積的反應速率都可表示成U的函數。此外，應用方程，氧分壓也可以表示成U和其它參數的函數形式。經過整理末了即得到U隨時間下降速率的微分方程，該方程的解析解則給出顆粒的燃盡時間。

-END-