煤粉射流中颗粒团的传热及其对着火行为的影响

建立描述煤粉射流中典型尺寸颗粒团的传热及着火过程的瞬态数学模型,考察其在高温环境中的升温特性和着火行为.模型计算发现,颗粒团的升温过程与颗粒团尺寸明显相关,对流换热份额随着颗粒团当量直径Dc的增加而下降.在火焰温度Tf=2 000 K、烟气温度Ts=1 400 K的条件下,对于Dc=3 mm的颗粒团,对流换热量Qconv.sc占总换热量的86％;Dc=10 mm时,辐射换热量Qrad,fP占到60％;而Dc≈8 mm时,对流换热与辐射换热量相近.火焰辐射温度Tt的升高降低了对流换热份额,并使得Qconv,sc=Qrad,fp对应的临界Dc,即Dc*减小.Tf对Dc较小的颗粒团的加热和着火影响较小,对Dc较大的颗粒团的影响明显.烟气温度Ts升高时,对流换热份额升高,Dc*增大.Ts在Dc较小时对着火时间影响较大,而Dc较大时影响不再明显.煤粉浓度增加时,颗粒团着火时间先明显下降,在0.6 ～ 0.8 kg/m3的范围内达到最小值,而后随着煤粉浓度的进一步增加而略微增加.