不粘煤煤粉火焰传播及热动力特性研究
发布时间：2023-12-11 20:16
我国水泥、发电、冶金、化工等大型企业所需动力燃料大多都是煤粉。通常情况下,上述企业基本上都采用外购原煤,自行采用立式磨煤系统加工生产所需煤粉,磨煤系统在生产、输送、储存过程中存在着煤粉爆炸的重大安全隐患。本文利用STA 449 F3型同步热分析仪,分析了煤粉燃烧过程中热失重特性、燃烧特性以及热动力学特性;采用竖直管道内煤粉云爆炸测试装置,揭示了火焰传播特性;利用FLUENT数值模拟软件对实验工况下的火焰传播过程进行了模拟,研究了理想状况下煤粉云火焰传播特性。得出主要结论有:(1)煤粉的燃烧过程包括煤粉失水失重阶段、增重氧化阶段、受热分解阶段、燃烧阶段和燃尽阶段;升温速率和氧浓度影响煤粉的燃烧特性主要体现在燃烧过程和燃烧特性指数,随着升温速率的增加,五个阶段的温度区间向高温区偏移,特征温度升高,其TG、DTG、DSC曲线均出现滞后现象;煤样的燃烧特性参数与升温速率和氧浓度均成正相关,而且氧浓度对燃烧特性指数的影响较升温速率更为明显。(2)升温速率和氧浓度均能影响煤粉燃烧时所需的活化能,二者与活化能均呈现负相关,氧浓度为5%,升温速率为5℃/min条件下,活化能最大,其值为108.12kJ...
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 煤粉爆炸特性研究
1.2.2 煤粉燃烧特性研究
1.2.3 火焰传播特性研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
2 煤粉升温燃烧过程中热动力特性研究
2.1 TG/DSC实验
2.1.1 实验原理
2.1.2 实验装置
2.1.3 实验样品及条件
2.2 煤粉燃烧过程热失重特性
2.2.1 TG/DTG曲线特征
2.2.2 特征温度
2.2.3 煤粉燃烧过程特征温度变化规律
2.3 升温速率与氧浓度对煤粉燃烧过程的影响
2.3.1 升温速率对煤粉燃烧过程的影响
2.3.2 氧浓度对煤粉燃烧过程的影响
2.4 燃烧特性分析
2.4.1 燃烧特性指数
2.4.2 挥发分析出特性指数
2.4.3 综合燃烧指数
2.4.5 综合分析
2.5 燃烧动力学分析
2.6 本章小结
3 煤粉云爆炸火焰传播特性研究
3.1 竖直管道内煤粉云爆炸火焰传播实验
3.1.1 实验装置
3.1.3 实验方法及步骤
3.1.4 实验样品及条件
3.2 煤粉云爆炸火焰传播过程分析
3.3 煤粉云火焰传播速度特征
3.3.1 煤粉云火焰传播速度的变化过程
3.3.2 浓度对火焰传播速度的影响
3.3.3 粒径对火焰传播速度的影响
3.4 煤粉云火焰传播过程中压力特征
3.4.1 煤粉云火焰传播过程中压力的变化过程
3.4.2 浓度对火焰传播过程中压力的影响
3.4.3 粒径对火焰传播过程中压力的影响
3.5 本章小结
4 煤粉云爆炸火焰传播数值模拟研究
4.1 煤粉爆炸火焰传播的数值模拟原理
4.1.1 煤粉爆炸火焰传播的物理模型
4.1.2 煤粉爆炸火焰传播的数学模型和数值方法
4.2 管道内煤粉扩散特征及爆炸火焰传播过程
4.2.1 几何模型
4.2.2 条件参数
4.2.3 管道内煤粉扩散的时空演化特性
4.2.4 爆炸过程中火焰传播特征
4.2.5 爆炸过程中火焰传播速度变化特征
4.2.6 爆炸压力演变规律
4.3 煤粉爆炸火焰传播数值模拟与实验对比
4.3.1 火焰传播速度对比
4.3.2 爆炸压力对比
4.4 煤粉燃烧过程与火焰传播过程关联性分析
4.4.1 煤粉粒子燃烧过程分析
4.4.2 煤粉燃烧过程对火焰传播过程的影响
4.5 本章小结
5 结论及展望
5.1 主要结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3873294
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 煤粉爆炸特性研究
1.2.2 煤粉燃烧特性研究
1.2.3 火焰传播特性研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
2 煤粉升温燃烧过程中热动力特性研究
2.1 TG/DSC实验
2.1.1 实验原理
2.1.2 实验装置
2.1.3 实验样品及条件
2.2 煤粉燃烧过程热失重特性
2.2.1 TG/DTG曲线特征
2.2.2 特征温度
2.2.3 煤粉燃烧过程特征温度变化规律
2.3 升温速率与氧浓度对煤粉燃烧过程的影响
2.3.1 升温速率对煤粉燃烧过程的影响
2.3.2 氧浓度对煤粉燃烧过程的影响
2.4 燃烧特性分析
2.4.1 燃烧特性指数
2.4.2 挥发分析出特性指数
2.4.3 综合燃烧指数
2.4.5 综合分析
2.5 燃烧动力学分析
2.6 本章小结
3 煤粉云爆炸火焰传播特性研究
3.1 竖直管道内煤粉云爆炸火焰传播实验
3.1.1 实验装置
3.1.3 实验方法及步骤
3.1.4 实验样品及条件
3.2 煤粉云爆炸火焰传播过程分析
3.3 煤粉云火焰传播速度特征
3.3.1 煤粉云火焰传播速度的变化过程
3.3.2 浓度对火焰传播速度的影响
3.3.3 粒径对火焰传播速度的影响
3.4 煤粉云火焰传播过程中压力特征
3.4.1 煤粉云火焰传播过程中压力的变化过程
3.4.2 浓度对火焰传播过程中压力的影响
3.4.3 粒径对火焰传播过程中压力的影响
3.5 本章小结
4 煤粉云爆炸火焰传播数值模拟研究
4.1 煤粉爆炸火焰传播的数值模拟原理
4.1.1 煤粉爆炸火焰传播的物理模型
4.1.2 煤粉爆炸火焰传播的数学模型和数值方法
4.2 管道内煤粉扩散特征及爆炸火焰传播过程
4.2.1 几何模型
4.2.2 条件参数
4.2.3 管道内煤粉扩散的时空演化特性
4.2.4 爆炸过程中火焰传播特征
4.2.5 爆炸过程中火焰传播速度变化特征
4.2.6 爆炸压力演变规律
4.3 煤粉爆炸火焰传播数值模拟与实验对比
4.3.1 火焰传播速度对比
4.3.2 爆炸压力对比
4.4 煤粉燃烧过程与火焰传播过程关联性分析
4.4.1 煤粉粒子燃烧过程分析
4.4.2 煤粉燃烧过程对火焰传播过程的影响
4.5 本章小结
5 结论及展望
5.1 主要结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3873294
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3873294.html