挥发分火焰对碳粒燃烧的影响

建立了球坐标系下传热、传质、化学反应全耦合的煤粉燃烧数值模拟程序．通过煤粉与事先脱除挥发分的焦炭的对比实验及数值模拟,研究了挥发分火焰对碳粒表面一次产物CO火焰的点燃及碳粒燃烧的影响．傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)测温实验及煤粉燃烧动态过程的数值模拟结果不仅进一步验证了碳粒着火初期CO火焰所引起的颗粒高温现象,而且给出了挥发分引燃表面反应一次产物CO的直接证据．由于挥发分火焰的引燃作用,碳粒可以在较其非均相着火温度为低的温度下被点燃,阐明了Juntgen提出的联合着火方式的物理本质．

CO火焰对碳粒燃烧影响的理论分析和实验研究

建立了球坐标系下传热、传质和化学反应全耦合的碳粒燃烧数值模拟程序.在详细理论计算的配合下,通过精密设计的实验研究,用FTIR透射-发射实验测温方法成功捕捉了持续时间极短的“CO在颗粒表面被点燃而引起的颗粒高温”现象.连续膜模型的计算结果和FTIR测温实验结果表明,CO的空间反应与碳粒表面反应的相互作用及其对碳粒表面温度、总体反应速率的影响是极其复杂的.而CO能否在颗粒表面附近被点燃及其所引起的颗粒表面温度差可高达数百度.在实际煤粉火焰条件下,单膜模型和严格的连续膜模型的预报结果相差比较大,特别是对着火点及着火后某段区间内的颗粒温度的预报,是仅考虑表面氧化反应C+1/2O_2→CO的单膜模型所无法完成的,这说明单膜模型存在较大的应用局限性.