將生物質顆粒與煤粉混合燃燒,可以有效地利用生物質能。生物質顆粒通常形狀很不規(guī)則,有著較大的長徑比,非球形特性較為明顯。對于在燃燒室內運動與燃燒的生物質顆粒,氣相湍流脈動是否會對非球形生物質顆粒的燃燒反應過程產生作用有待探討。該文研究了氣相溫度脈動對熱氣流中非球形生物質顆粒瞬時焦炭燃燒的影響,給出了不同氣相平均溫度和顆粒長徑比下生物質顆粒瞬時質量和瞬時焦炭燃燒速率隨時間的變化。研究表明氣相溫度脈動對不同長徑比的生物質顆粒的焦炭燃燒過程均有明顯的影響,導致顆粒質量下降變快,焦炭燃盡時間變短。氣相溫度脈動幅度的增加進一步加快了不同長徑比顆粒瞬時質量的下降。該文的研究揭示了氣相溫度的湍流脈動對非球形生物質顆粒瞬時焦炭燃燒過程的作用,這種作用并不會因為顆粒長徑比的變化而發(fā)生改變。 

【文章來源】：農業(yè)工程學報. 2019,35(15)北大核心EICSCD

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

顆粒初始形狀注：M為生物質扁長橢球顆粒的長徑比

賬俾實謀浠?Ｍ??還可以看到，在焦炭燃燒過程中，由于焦炭燃燒反應動力學速率與顆粒溫度之間的指數函數關系，與不考慮溫度脈動時相比，考慮溫度脈動時的焦炭燃燒速率峰值增加的幅度略大于谷值減少的幅度。而氣相溫度脈動幅度的增加進一步拉大了峰值增加幅度和谷值減少幅度的差距。因此，考慮氣相溫度脈動時要快于不考慮氣相溫度脈動時顆粒焦炭的質量損失，且氣相溫度脈動幅度越大，焦炭的質量損失越快。a.長徑比為1.4a.Aspectratioof1.4b.長徑比為4b.Aspectratioof4c.長徑比為7c.Aspectratioof7圖3氣相溫度脈動對不同長徑比的草本生物質顆粒瞬時焦炭燃燒速率的影響Fig.3Effectofgastemperaturefluctuationoninstantaneouscharcombustionratesofthistleparticleswithdifferentaspectratios圖3b分別給出了氣相平均溫度為1000和1100K時，氣相溫度脈動對長徑比為4的草本生物質顆粒瞬時焦炭燃燒速率的影響。由圖3b可見，受氣相溫度脈動的作用，長徑比為4的顆粒的瞬時焦炭反應速率呈現(xiàn)出明顯的脈動，且脈動幅度隨氣相溫度脈動幅度的增加而增大。與不考慮氣相溫度脈動時相比，考慮氣相溫度脈動時的瞬時焦炭反應速率峰值增加的幅度超過了谷值減少的幅度。圖3c分別給出了氣相平均溫度為1000和1100K時，氣相溫度脈動對長徑比為7的草本生物質顆粒瞬時焦炭燃燒速率的影響。長徑比為7的顆粒瞬時焦炭燃燒速率依然受到氣相溫度脈動的顯著影響，隨時間脈動式地變化。考慮與不考慮氣相溫度脈動相比，瞬時焦炭燃燒速率峰值增加的幅度超過了谷值降低的幅度。圖4給出了氣相平均溫度為1000K時，氣相溫度脈動對長徑比為5和10的松木顆粒焦炭燃燒過程中瞬時質量?

4的顆粒的瞬時焦炭反應速率呈現(xiàn)出明顯的脈動，且脈動幅度隨氣相溫度脈動幅度的增加而增大。與不考慮氣相溫度脈動時相比，考慮氣相溫度脈動時的瞬時焦炭反應速率峰值增加的幅度超過了谷值減少的幅度。圖3c分別給出了氣相平均溫度為1000和1100K時，氣相溫度脈動對長徑比為7的草本生物質顆粒瞬時焦炭燃燒速率的影響。長徑比為7的顆粒瞬時焦炭燃燒速率依然受到氣相溫度脈動的顯著影響，隨時間脈動式地變化�？紤]與不考慮氣相溫度脈動相比，瞬時焦炭燃燒速率峰值增加的幅度超過了谷值降低的幅度。圖4給出了氣相平均溫度為1000K時，氣相溫度脈動對長徑比為5和10的松木顆粒焦炭燃燒過程中瞬時質量變化的影響。如圖4a所示，長徑比為5的松木顆粒的瞬時質量變化受到氣相溫度脈動的影響，氣相溫度脈動使顆粒瞬時質量下降得更快。氣相溫度脈動幅度的增大進一步加快了顆粒的質量損失。對比圖4b與圖4a可以看到，隨著長徑比的增大，具有相同初始等體積球直徑顆粒的焦炭燃盡時間縮短。盡管如此，長徑比為10的松木顆粒的瞬時質量變化也受到了氣相溫度脈動的影響，顆粒瞬時質量以比不考慮氣相溫度脈動時相對更快的速率下降。隨氣相溫度脈動幅度增大，這一影響變得更加明顯。圖4氣相溫度脈動對不同長徑比的松木顆粒焦炭燃燒瞬時質量變化的影響Fig.4Effectofgastemperaturefluctuationoninstantaneousmassvariationsofpineparticleswithdifferentaspectratiosduringcharcombustion4結論本文考慮到生物質顆粒的非球形狀，對顆粒在有溫度脈動的熱氣流環(huán)境中的瞬時焦炭燃燒過程進行了計算，得到如下結論：1）在不同氣相平均溫度下，氣相溫度脈動對生物質橢球顆粒的瞬時焦

【參考文獻】：
期刊論文
[1]某超超臨界1000 MW鍋爐生物質與煤粉混燒數值模擬及優(yōu)化[J]. 呂洪坤,齊曉娟,童家麟,丁歷威,李劍,葉學民.  可再生能源. 2018(06)
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本文編號：3612109