煤粉應用之燃燒中煤粉的膨脹對火焰長度的影響

燃燒中煤粉的膨脹對火焰長度的影響

煙煤粉燃燒的火焰長度一般比較短。原因有兩個，其一，它在燃燒過程中揮發分析出後，形成中空球體，在快速熱解時，煤粒內部的揮發物甚至向外噴射，使成溶融狀的煤粉發生膨脹，形成煤胞，增加了煤的比表麵積，燃燒過程加快;其二，內部燃燒的影響。當炭粒疏鬆多孔時，通過炭粒孔隙進入的氧使得燃燒反應，不僅在外表麵而且也在內表麵進行，這就是內部燃燒。煤粉加工設備在煤粉的應用中有著很重的地位，而煤粉碎機，就是重中之重了。實驗研究表明，中等揮發分的煤膨脹較大，較細的煤比粗煤膨脹強烈些，而內部燃燒發生在中等大小的顆粒和不太高的溫度下燃燒時，特別是在低溫氧化下，內部反應特別激烈，對於揮發分較少的無煙煤，近似炭粒的燃燒，幾乎沒有膨脹過程，多數在外表麵燃燒，反應也不快，火焰一般拉得比較長。而褐煤即使受到快速加熱也很少膨脹。因此，劣質煤(包括無煙煤、褐煤和多灰分煙煤)的火焰比較長。

高湍流度氣流能縮短煤粉火焰長度

旋轉射流的強度可用旋流數S的大小來衡量，S越大，回流旋渦越強烈，有點類似於鈍體尾跡的回流區，湍流強度都比較大，這對縮短煤粉火焰長度是有利的。

強湍流流場中煤粒溫度和運動狀態的影響

運動中的燃燒煤粒溫度一向是人們比較感興趣的課題，它不僅關係到燃燒過程的穩定和強化，而且在計算燃燒學方麵也是一個很重要的參數。

煤粒在著火前加熱時，顆粒的溫度並不是處處都相同的。實際上，當它受外界加熱的過程中，顆粒的中心溫度比表麵溫度低。

在強湍流流場中，顆粒的運動狀態也是值得注意的。由於煤粉顆粒不是球形，在力的作用下，特別是強旋流和回流區內的循環作用下，粒子要發生強烈的旋轉，甚至每秒鍾能打轉約1000次。當它碰在固體壁上時，不斷地彈跳。粒子之間互相碰撞的機會也特別多。因此，鈍體尾跡中存在固體粒子將強化射流中湍流運動，特別是燃燒的煤粒對流場擾動更大。

強湍流流場中單股煤粉射流火焰的特點

單股煤粉射流火焰有其特殊性。它不像均勻混氣那樣看到明顯的火焰錐(如本生燈火焰錐麵)。由於煤粉燃燒持續的時間較長，特別是焦炭的燃燒，在火焰的頂部甚至比底部還要寬。同時，大顆粒煤粉隨著運載氣流運動也在整個過程中進行燃燒口。

發物的析出和著火，然後形成大量煤粒的火焰麵，因此火焰頂部必然擴張嘲]。有的甚至發現，在火焰鋒麵的後麵可以探測到有二次點燃的趨勢。對於無煙煤來說，由於揮發分比較少，燃燒時間延續較長，以上現象就更為明顯。

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