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(fā)分析出后，形成中空球體，在快速熱解時，煤粒內(nèi)部的揮發(fā)物甚至向外噴射，使成溶融狀的煤粉發(fā)生膨脹，形成煤胞，增加了煤的比表面積，燃燒過程加快;其二，內(nèi)部燃燒的影響。當(dāng)炭粒疏松多孔時，通過炭?？紫哆M(jìn)入的氧使得燃燒反應(yīng)，不僅在外表面而且也在內(nèi)表面進(jìn)行，這就是內(nèi)部燃燒。煤粉加工設(shè)備在煤粉的應(yīng)用中有著很重的地位，而煤粉碎機(jī)，就是重中之重了。實(shí)驗(yàn)研究表明，中等揮發(fā)分的煤膨脹較大，較細(xì)的煤比粗煤膨脹強(qiáng)烈些，而內(nèi)部燃燒發(fā)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(nèi)部反應(yīng)特別激烈，對于揮發(fā)分較少的無煙煤，近似炭粒的燃燒，幾乎沒有膨脹過程，多數(shù)在外表面燃燒，反應(yīng)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(zhì)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(zhuǎn)射流的強(qiáng)度可用旋流數(shù)S的大小來衡量，S越大，回流旋渦越強(qiáng)烈，有點(diǎn)類似于鈍體尾跡的回流區(qū)，湍流強(qiáng)度都比較大，這對縮短煤粉火焰長度是有利的。

強(qiáng)湍流流場中煤粒溫度和運(yùn)動狀態(tài)的影響

運(yùn)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(guān)系到燃燒過程的穩(wěn)定和強(qiáng)化，而且在計(jì)算燃燒學(xué)方面也是一個很重要的參數(shù)。

煤粒在著火前加熱時，顆粒的溫度并不是處處都相同的。實(shí)際上，當(dāng)它受外界加熱的過程中，顆粒的中心溫度比表面溫度低。

在強(qiáng)湍流流場中，顆粒的運(yùn)動狀態(tài)也是值得注意的。由于煤粉顆粒不是球形，在力的作用下，特別是強(qiáng)旋流和回流區(qū)內(nèi)的循環(huán)作用下，粒子要發(fā)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)，甚至每秒鐘能打轉(zhuǎn)約1000次。當(dāng)它碰在固體壁上時，不斷地彈跳。粒子之間互相碰撞的機(jī)會也特別多。因此，鈍體尾跡中存在固體粒子將強(qiáng)化射流中湍流運(yùn)動，特別是燃燒的煤粒對流場擾動更大。

強(qiáng)湍流流場中單股煤粉射流火焰的特點(diǎn)

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(如本生燈火焰錐面)。由于煤粉燃燒持續(xù)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(yùn)載氣流運(yùn)動也在整個過程中進(jìn)行燃燒口。

發(fā)物的析出和著火，然后形成大量煤粒的火焰面，因此火焰頂部必然擴(kuò)張嘲]。有的甚至發(fā)現(xiàn)，在火焰鋒面的后面可以探測到有二次點(diǎn)燃的趨勢。對于無煙煤來說，由于揮發(fā)分比較少，燃燒時間延續(xù)較長，以上現(xiàn)象就更為明顯。

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