單顆粒煤的著火

對(duì)單顆粒煤的著火試驗(yàn)研究的文獻(xiàn)報(bào)道較多，其原因主要是試驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，而且易于利用現(xiàn)有的理論進(jìn)行分析，并將其結(jié)果推廣到顆粒群甚至煤粉氣流。早期對(duì)煤粒著火研究主要采用水平管試驗(yàn)法、垂直爐管試驗(yàn)法，而現(xiàn)在則發(fā)展到諸如靜止顆粒技術(shù)、熱重分析技術(shù)、激光技術(shù)等。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?，F(xiàn)代煤粉著火試驗(yàn)方法較突出的進(jìn)步是由Cassel和Lieb-mann獲得的，他們減少攜帶煤粉的空氣量，并減少顆粒的濃度，使顆粒的著火、燃燒可視作彼此無關(guān)的單顆粒狀態(tài)，試驗(yàn)簡(jiǎn)單，可用Semenov熱著火理論(TET)為基礎(chǔ)解釋單顆粒的試驗(yàn)結(jié)果。

對(duì)單顆粒煤著火的理論分析較早是由Nusselt在1924年作出的。他利用了非穩(wěn)態(tài)能量方程來計(jì)算達(dá)到顆粒著火的時(shí)間。此后，許多研究者在煤粒著火方面進(jìn)行了大量的工作，概括起來有兩種分析方法：一種是Semenov著火簡(jiǎn)化模型，另一種是進(jìn)行數(shù)值求解。

煤粒的熱平衡方程可寫成以下的一般形式：

許多研究者都運(yùn)用了熱著火理論分析單顆煤粒的非均相著火，只是所采用的QG的計(jì)算形式不同而已。TET能給出簡(jiǎn)單而清晰的著火表達(dá)式，但要作比較大的簡(jiǎn)化，也就是在計(jì)算QG時(shí)需要假設(shè)Arrhenius準(zhǔn)則A，這一假定對(duì)煤來說有時(shí)是不成立的，例如對(duì)褐煤就不合適。而采用數(shù)值求解時(shí)，當(dāng)計(jì)算的煤粒溫度出現(xiàn)突躍時(shí)即認(rèn)為著火。這種分析的優(yōu)點(diǎn)是不需作的假定，比較準(zhǔn)確，但得不到著火的表達(dá)式。

為了克服上述兩種方法的缺陷，文獻(xiàn)對(duì)煤粒溫升的控制微分方程進(jìn)行了無因次化，并探討了溫躍發(fā)生的條件，從而確立了著火的通用條件。

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