煤粉燃燒過程中鈍體尾跡均勻混氣火焰形成的模型

時間：2014-05-27 10:38:33

作者：世邦機器

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，無論是在應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，帶走它后面的物質，產(chǎn)生負壓，把熾熱的煙氣卷吸進來，從內(nèi)層加熱混氣(對流熱交換)。如果其中某個控制體著火，它將以導熱的方式加熱混氣，在離鈍體不遠處形成火焰鋒面。這個由鈍體背面、均勻混氣層和火焰包圍的三角區(qū)域，一般稱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量交換有密切的關系。Kundn詳細地研究了這個過程，認為回流區(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)長度L的相對值和有關參數(shù)的關系

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提出的充分攪拌反應器模型比較令人注目，目前已發(fā)展成較為完整的理論。研究結果認為，鈍體尾跡回流區(qū)是一個連續(xù)流動的循環(huán)區(qū)，而且流動的循環(huán)倍率相當高，回流的高溫煙氣和被卷吸進來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。褐煤粉碎機和煤粉破碎機均用于煤粉加工的，前者的粉末較大，后者的粉磨較校Langwell曾經(jīng)進行過一次有趣的試驗，在一個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)的平均停留時間估計為0.008s，而從加入微粒到該區(qū)域里完全擴散混合僅0.0002s，也就是說，微粒完全混合和停留時間之比是1：40。如果均勻混氣被卷入回流區(qū)，當它循環(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，氣流的湍流強度和雷諾應力也均勻，這就是Langwell充分攪拌化學反應器的物理基礎，也是均勻混氣穩(wěn)燃的零維理論模型。因為這是Langwell首先提出來的，所以稱它為L模型。