16煤粉燃烧中的辐射传热跟火焰稳定机制.pdf

热辐射与燃烧高级研修班（研讨会） 热辐射与燃烧高级研修班（研讨会） 煤粉燃烧中的辐射传热及 煤粉燃烧中的辐射传热及 火焰稳定机理 火焰稳定机理 周怀春 周怀春 华中科技大学 华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室 煤燃烧国家重点实验室 主要内容 主要内容 1 燃烧化学反应放热的辐射传递分析 1 燃烧化学反应放热的辐射传递分析 2 煤粉燃烧火焰辐射特性参数检测 2 煤粉燃烧火焰辐射特性参数检测 3 辐射传热在煤粉射流吸热升温过程中的作用 3 辐射传热在煤粉射流吸热升温过程中的作用 4 煤粉射流稳燃机理及新型煤粉射流稳燃技术 4 新型煤粉射流稳燃技术 5 结论 5 结论 1 燃烧化学反应放热的辐射传递分析 1 燃烧化学反应放热的辐射传递分析 1.1 背景 • 化学反应产生光和热，特别是在高温下。一般地，在考虑 燃烧过程中的能量平衡时，仅仅考虑反应放热，或者说，化 学反应产生的能量全部为热效应。 • 化学发光现象是化学反应中产生的能量的效应，是不依赖 于反应物的温度的。它是发光，而不是发热。 • 燃烧学界，还没有把诸如化学发光等反应发光现象作为辐 射传递过程进行考虑。 1.2 基本概念和方程 基本概念 被反应物直接吸收部分 ψ 燃烧反应产生 的总能量 在燃烧空间作为辐射直接 1-ψ 发射出去 Ψ: 反应物自身直接吸收的能量份额 1- Ψ: 直接发射出去的能量份额 Zhou H C, Ai Y H, JQSRT, 2006, 101:109-118 基本思路和方程 化学反应放热全部作为能量平衡方程的源项（与现 有处理方式一样） 能量平衡方程： Du ⎛∂u ⎞ =+v ⋅∇ =−∇⋅q − ∇⋅v + Φ+ ρ ρ⎜ u ⎟ p µ Q, Dt ⎝∂t ⎠ 这里 q qC =+qR =−k∇T +qR , 则 DT ⎛∂T ⎞ ρ ρ µ . c c =+ ⋅∇T =∇⋅ k∇T − p∇⋅ + Φ+Q −∇⋅ v v ⎜ v ⎟ ( ) v qR Dt ⎝ ∂t ⎠ 直接发射出去的能量（ 1- Ψ ）部分作为辐射传递 方程 RTE 的发射源项（与介质的黑体发射源项一 样），改写辐射传递方程； 1 σ ˆ s ˆ ˆ ˆ s