煤粉燃燒過(guò)程中鈍體尾跡均勻混氣火焰形成的模型

時(shí)間：2014-05-27 10:38:33

作者：世邦機(jī)器

均勻混氣穩(wěn)燃的零維模型用鈍體使均勻混氣穩(wěn)定地燃燒，無(wú)論是在應(yīng)用上還是理論上的研究都是比較成熟的。

這里首先介紹F.Fetting關(guān)于鈍體尾跡均勻混氣火焰形成的模型。均勻混氣繞流鈍體時(shí)，帶走它后面的物質(zhì)，產(chǎn)生負(fù)壓，把熾熱的煙氣卷吸進(jìn)來(lái)，從內(nèi)層加熱混氣(對(duì)流熱交換)。如果其中某個(gè)控制體著火，它將以導(dǎo)熱的方式加熱混氣，在離鈍體不遠(yuǎn)處形成火焰鋒面。這個(gè)由鈍體背面、均勻混氣層和火焰包圍的三角區(qū)域，一般稱(chēng)之為鈍體后均勻混氣著火三角區(qū)的Fetting物理模型。

均勻混氣的著火和燃燒穩(wěn)定，還和回流區(qū)內(nèi)外一系列的熱量和質(zhì)量交換有密切的關(guān)系。Kundn詳細(xì)地研究了這個(gè)過(guò)程，認(rèn)為回流區(qū)是使新鮮混氣著火的唯一重要的穩(wěn)定加熱源，并且得出著火距離zi和回流區(qū)長(zhǎng)度L的相對(duì)值和有關(guān)參數(shù)的關(guān)系

用鈍體使均勻混氣穩(wěn)定地燃燒的理論和物理模型引起較多人的興趣，其中Lang-well提出的充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)器模型比較令人注目，目前已發(fā)展成較為完整的理論。研究結(jié)果認(rèn)為，鈍體尾跡回流區(qū)是一個(gè)連續(xù)流動(dòng)的循環(huán)區(qū)，而且流動(dòng)的循環(huán)倍率相當(dāng)高，回流的高溫?zé)煔夂捅痪砦M(jìn)來(lái)的低溫可燃混合物在回流區(qū)內(nèi)得到良好的、充分的攪拌，混合是比較均勻的，溫度分布和濃度分布幾乎處處相等。褐煤粉碎機(jī)和煤粉破碎機(jī)均用于煤粉加工的，前者的粉末較大，后者的粉磨較校Langwell曾經(jīng)進(jìn)行過(guò)一次有趣的試驗(yàn)，在一個(gè)V形鈍體回流區(qū)內(nèi)放入醋酸鈉示蹤劑(粉狀微粒)，它在回流區(qū)內(nèi)的平均停留時(shí)間估計(jì)為0.008s，而從加入微粒到該區(qū)域里完全擴(kuò)散混合僅0.0002s，也就是說(shuō)，微粒完全混合和停留時(shí)間之比是1：40。如果均勻混氣被卷入回流區(qū)，當(dāng)它循環(huán)40次之后，幾乎全部被燒掉，因此回流區(qū)內(nèi)的溫度不僅是高的，而且很均勻，煙氣成分也均勻，氣流的湍流強(qiáng)度和雷諾應(yīng)力也均勻，這就是Langwell充分?jǐn)嚢杌瘜W(xué)反應(yīng)器的物理基礎(chǔ)，也是均勻混氣穩(wěn)燃的零維理論模型。因?yàn)檫@是Langwell首先提出來(lái)的，所以稱(chēng)它為L(zhǎng)模型。