燃烧学讲义第7章固体燃料燃烧.pptVIP

当Re100时燃烧情况有很大改变：碳球周围燃烧变的很不均匀当T1200℃，碳球后部回流区中被CO和CO2包围，阻碍了扩散O2进去。后部有气化反应CO2+O2=2CO，而回流区中几乎不存在氧化反应。尾迹有CO在燃烧。2CO+O2=2CO2。O2扩散进不到回流区中。火焰锋面COCO2CO2O2O2O2O2O2CO2O2O2O2O2CO2CO第六十二页，编辑于星期日：十四点三十六分。实例层燃炉很接近Re比较大的燃烧特点(煤尺寸mm～cm级)旋风炉的煤尺寸是mm级，是极高温极高Re下的强化燃烧方法沸腾炉的煤尺寸是mm级，是在较低温度(800～950℃)下，靠着Re来强化燃烧煤粉炉中煤尺寸是?m级，所以随风飘动，Re≈0，故可近似当作焦碳在静止空气中燃烧第六十三页，编辑于星期日：十四点三十六分。7.3.3多孔焦炭球燃烧特点焦炭的结构特点在于多孔性，即使对于比较紧密的无烟煤，也存在大量内孔，不同煤种的焦炭内部孔隙率很不相同。单位体积的内部表面积估算数据如下：木炭电极炭无烟煤内比表面积Sn（m2/m3）(0.57~1.14)×104(0.7~5)×104(1~3)×104第六十四页，编辑于星期日：十四点三十六分。焦炭燃烧的异相反应不仅能在外表面上进行，同样能在内表面与进行。所以，内反应是不能忽视的。这就是多孔焦炭燃烧的特点。第六十五页，编辑于星期日：十四点三十六分。1、反应总表面积S=S1+S2外表面积（设碳球半径r）内表面积(Sn为内比表面积m2/m3)总表面积，考虑总面积参与反应，相当于化学反应常数K增加了倍。用反应气体交换常数αb代替K，则第六十六页，编辑于星期日：十四点三十六分。讨论：在低温下，化学反应速度慢。内表面上的O2浓度就等于外表面O2浓度Cb；随着温度T的↑化学反应速度↑↑，以至O2的扩散跟不上内表面的化学速度，此时内表面O2浓度↓到0。即Cb内=0。第六十七页，编辑于星期日：十四点三十六分。∴ 反应温度从低温→高温反应总面积的倍数从→1反应交换常数αb从→K第六十八页，编辑于星期日：十四点三十六分。引入一个调节参数?可以推知：温度处于高~低温之间时，反应面积提高的倍数为反应交换常数αb为其中ε=0~1又称O2的有效渗入深度高温时低温时第六十九页，编辑于星期日：十四点三十六分。结论：在动力区中（低温），内表面参与化学反应。在扩散区中（高温），内表面对化学反应已无作用。第七十页，编辑于星期日：十四点三十六分。2．多孔焦炭的燃烧速度有人对燃用无烟煤的煤粉炉进行了计算：煤粉直径δ=100?m，E=141kJ/mol，内部孔隙比表面积Sn=3×104m2/m3，炉温在1427℃下的系数?≈0.2~0.3计算结果?b≈（1.2~1.3）K?zl/?b≈0.6~0.7处于过渡区第七十一页，编辑于星期日：十四点三十六分。各阶段C燃烧通用式温度T反应方程β炭表面O2浓度Cb700℃4C+3O2=2CO2+2CO0.5高：动力区，0级反应900~1200℃4C+3O2=2CO2+2CO+)2CO+O2=2CO20.375Cb随T↑而↓n=0~14C+4O2=4CO21200℃~1300℃3C+2O2=CO2+2CO+)C+CO2=2CO0.75C表面温度很高，O2不足，即同时产生更多CO。3C+2O2=CO2+2CO进入扩散燃烧区，n=14C+2CO2=4CO第七十二页，编辑于星期日：十四点三十六分。7.4气流燃烧的热工况热工况：讨论气流温度在某一系统中如何变化的问题。温度和燃烧反应速度这两个因素相互促进。燃烧加强以后使温度升高，温度升高以后更使燃烧加强．但是有时条件不利的话，也可能使这两个因素相互促退．第七十三页，编辑于星期日：十四点三十六分。7.4.1零元系统的燃烧热工况零元系统：也称为“强烈搅拌的模型”假设某一空间，例如一个炉膛，内部的气体极强烈地掺混以至炉内温度T、浓度C等物理参数非常均匀进口体积流量：qV气流温度：T0燃料或氧的浓度：C0体积：V温度：