煤粉模型計算與實驗結(jié)果的比較

時間：2014-05-28 09:55:28

作者：世邦機(jī)器

模型計算與實驗結(jié)果的比較

當(dāng)煤粉濃度小于化學(xué)計量比(青山煙煤的化學(xué)計量比約為0.3kgc/kga)時，模型的預(yù)測和實驗結(jié)果吻合得很好，而當(dāng)煤粉濃度大于化學(xué)計量比時，著火后燃燒過程的計算值和實驗差別較大，這是由于模型對化學(xué)反應(yīng)的模擬采用的是純碳的多相反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)和簡單的氣體反應(yīng)，反應(yīng)速度很快，導(dǎo)致了計算模擬時的快速消耗，CO的迅速生成和溫度的急劇升高等。因此，高濃度時的化學(xué)反應(yīng)模型有待于進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。但是，模型對著火點及著火點附近氣體成分的預(yù)報效果較好，因而模型用于預(yù)報煤粉氣流的著火是可行的。

當(dāng)模型用于對著火距離進(jìn)行預(yù)報時，首先要判斷著火點。在數(shù)值計算時，一般都采用溫度躍變的著火定義，這一定義在數(shù)學(xué)上是很嚴(yán)格的。煤粉設(shè)備有很多種，比如我們所熟知的煤粉機(jī)就是其中比較重要的一種。為了和實驗相對比，在實際測量中往往以COz的顯著變化為著火點，因為煤粉氣流的著火意味著強烈的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，它的突出表現(xiàn)為Oz的迅速消耗而生成CO。從測量的顯著性出發(fā)，定義C020.01時著火發(fā)生，從實驗觀察發(fā)現(xiàn)，這對應(yīng)于大量火星出現(xiàn)或火焰形成的位置，說明上述的定義是合理的。

此外，還計算了燃盡度為5%和C0=0.01的距離。C0=0.01的計算值與實驗值吻合得很好，這也表明模型用于著火預(yù)報完全是可行的。由溫躍著火定義計算的著火距離與實驗值是有差別的，但隨濃度的增加，二者的差距縮小，這是由于溫躍定義是嚴(yán)格數(shù)學(xué)意義的，它表明煤粉氣流由吸熱轉(zhuǎn)變?yōu)榉艧?，早期的緩慢氧化放熱?dǎo)致了這一過程的發(fā)生，因而在較低的溫度下就出現(xiàn)溫度的躍變。在實際煤粉氣流中，由于顆粒之間的物理、化學(xué)性質(zhì)有差異，造成早期少數(shù)顆粒的熱解和燃燒，但這并不是真正意義上的煤粉氣流著火。煤粉氣流著火應(yīng)以強烈反應(yīng)開始為標(biāo)志，宏觀上表現(xiàn)為0的迅速消耗和CO。的大量生成，所以溫躍計算值較實驗值偏低很多。當(dāng)煤粉濃度較高時，由于著火時化學(xué)反應(yīng)強烈，生成CO。多而快，因而隨著煤粉濃度的增加，二者逐漸接近，這反過來證明CO：=0.01可以作為煤粉氣流著火的宏觀指標(biāo)，且在高濃度時有很高的準(zhǔn)確性。