气相温度脉动对非球形生物质颗粒焦炭燃烧的影响
发布时间：2022-01-27 08:10
将生物质颗粒与煤粉混合燃烧,可以有效地利用生物质能。生物质颗粒通常形状很不规则,有着较大的长径比,非球形特性较为明显。对于在燃烧室内运动与燃烧的生物质颗粒,气相湍流脉动是否会对非球形生物质颗粒的燃烧反应过程产生作用有待探讨。该文研究了气相温度脉动对热气流中非球形生物质颗粒瞬时焦炭燃烧的影响,给出了不同气相平均温度和颗粒长径比下生物质颗粒瞬时质量和瞬时焦炭燃烧速率随时间的变化。研究表明气相温度脉动对不同长径比的生物质颗粒的焦炭燃烧过程均有明显的影响,导致颗粒质量下降变快,焦炭燃尽时间变短。气相温度脉动幅度的增加进一步加快了不同长径比颗粒瞬时质量的下降。该文的研究揭示了气相温度的湍流脉动对非球形生物质颗粒瞬时焦炭燃烧过程的作用,这种作用并不会因为颗粒长径比的变化而发生改变。
【文章来源】：农业工程学报. 2019,35(15)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
颗粒初始形状注：M为生物质扁长椭球颗粒的长径比
账俾实谋浠?Ｍ??还可以看到，在焦炭燃烧过程中，由于焦炭燃烧反应动力学速率与颗粒温度之间的指数函数关系，与不考虑温度脉动时相比，考虑温度脉动时的焦炭燃烧速率峰值增加的幅度略大于谷值减少的幅度。而气相温度脉动幅度的增加进一步拉大了峰值增加幅度和谷值减少幅度的差距。因此，考虑气相温度脉动时要快于不考虑气相温度脉动时颗粒焦炭的质量损失，且气相温度脉动幅度越大，焦炭的质量损失越快。a.长径比为1.4a.Aspectratioof1.4b.长径比为4b.Aspectratioof4c.长径比为7c.Aspectratioof7图3气相温度脉动对不同长径比的草本生物质颗粒瞬时焦炭燃烧速率的影响Fig.3Effectofgastemperaturefluctuationoninstantaneouscharcombustionratesofthistleparticleswithdifferentaspectratios图3b分别给出了气相平均温度为1000和1100K时，气相温度脉动对长径比为4的草本生物质颗粒瞬时焦炭燃烧速率的影响。由图3b可见，受气相温度脉动的作用，长径比为4的颗粒的瞬时焦炭反应速率呈现出明显的脉动，且脉动幅度随气相温度脉动幅度的增加而增大。与不考虑气相温度脉动时相比，考虑气相温度脉动时的瞬时焦炭反应速率峰值增加的幅度超过了谷值减少的幅度。图3c分别给出了气相平均温度为1000和1100K时，气相温度脉动对长径比为7的草本生物质颗粒瞬时焦炭燃烧速率的影响。长径比为7的颗粒瞬时焦炭燃烧速率依然受到气相温度脉动的显著影响，随时间脉动式地变化。考虑与不考虑气相温度脉动相比，瞬时焦炭燃烧速率峰值增加的幅度超过了谷值降低的幅度。图4给出了气相平均温度为1000K时，气相温度脉动对长径比为5和10的松木颗粒焦炭燃烧过程中瞬时质量?
4的颗粒的瞬时焦炭反应速率呈现出明显的脉动，且脉动幅度随气相温度脉动幅度的增加而增大。与不考虑气相温度脉动时相比，考虑气相温度脉动时的瞬时焦炭反应速率峰值增加的幅度超过了谷值减少的幅度。图3c分别给出了气相平均温度为1000和1100K时，气相温度脉动对长径比为7的草本生物质颗粒瞬时焦炭燃烧速率的影响。长径比为7的颗粒瞬时焦炭燃烧速率依然受到气相温度脉动的显著影响，随时间脉动式地变化。考虑与不考虑气相温度脉动相比，瞬时焦炭燃烧速率峰值增加的幅度超过了谷值降低的幅度。图4给出了气相平均温度为1000K时，气相温度脉动对长径比为5和10的松木颗粒焦炭燃烧过程中瞬时质量变化的影响。如图4a所示，长径比为5的松木颗粒的瞬时质量变化受到气相温度脉动的影响，气相温度脉动使颗粒瞬时质量下降得更快。气相温度脉动幅度的增大进一步加快了颗粒的质量损失。对比图4b与图4a可以看到，随着长径比的增大，具有相同初始等体积球直径颗粒的焦炭燃尽时间缩短。尽管如此，长径比为10的松木颗粒的瞬时质量变化也受到了气相温度脉动的影响，颗粒瞬时质量以比不考虑气相温度脉动时相对更快的速率下降。随气相温度脉动幅度增大，这一影响变得更加明显。图4气相温度脉动对不同长径比的松木颗粒焦炭燃烧瞬时质量变化的影响Fig.4Effectofgastemperaturefluctuationoninstantaneousmassvariationsofpineparticleswithdifferentaspectratiosduringcharcombustion4结论本文考虑到生物质颗粒的非球形状，对颗粒在有温度脉动的热气流环境中的瞬时焦炭燃烧过程进行了计算，得到如下结论：1）在不同气相平均温度下，气相温度脉动对生物质椭球颗粒的瞬时焦
【参考文献】：
期刊论文
[1]某超超临界1000 MW锅炉生物质与煤粉混烧数值模拟及优化[J]. 吕洪坤,齐晓娟,童家麟,丁历威,李剑,叶学民. 可再生能源. 2018(06)
[2]生物质与煤共燃温度场的数值模拟[J]. 卢洪波,马玉鑫,祖国刚,方剑. 东北电力大学学报. 2014(01)
本文编号：3612109
【文章来源】：农业工程学报. 2019,35(15)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
颗粒初始形状注：M为生物质扁长椭球颗粒的长径比
账俾实谋浠?Ｍ??还可以看到，在焦炭燃烧过程中，由于焦炭燃烧反应动力学速率与颗粒温度之间的指数函数关系，与不考虑温度脉动时相比，考虑温度脉动时的焦炭燃烧速率峰值增加的幅度略大于谷值减少的幅度。而气相温度脉动幅度的增加进一步拉大了峰值增加幅度和谷值减少幅度的差距。因此，考虑气相温度脉动时要快于不考虑气相温度脉动时颗粒焦炭的质量损失，且气相温度脉动幅度越大，焦炭的质量损失越快。a.长径比为1.4a.Aspectratioof1.4b.长径比为4b.Aspectratioof4c.长径比为7c.Aspectratioof7图3气相温度脉动对不同长径比的草本生物质颗粒瞬时焦炭燃烧速率的影响Fig.3Effectofgastemperaturefluctuationoninstantaneouscharcombustionratesofthistleparticleswithdifferentaspectratios图3b分别给出了气相平均温度为1000和1100K时，气相温度脉动对长径比为4的草本生物质颗粒瞬时焦炭燃烧速率的影响。由图3b可见，受气相温度脉动的作用，长径比为4的颗粒的瞬时焦炭反应速率呈现出明显的脉动，且脉动幅度随气相温度脉动幅度的增加而增大。与不考虑气相温度脉动时相比，考虑气相温度脉动时的瞬时焦炭反应速率峰值增加的幅度超过了谷值减少的幅度。图3c分别给出了气相平均温度为1000和1100K时，气相温度脉动对长径比为7的草本生物质颗粒瞬时焦炭燃烧速率的影响。长径比为7的颗粒瞬时焦炭燃烧速率依然受到气相温度脉动的显著影响，随时间脉动式地变化。考虑与不考虑气相温度脉动相比，瞬时焦炭燃烧速率峰值增加的幅度超过了谷值降低的幅度。图4给出了气相平均温度为1000K时，气相温度脉动对长径比为5和10的松木颗粒焦炭燃烧过程中瞬时质量?
4的颗粒的瞬时焦炭反应速率呈现出明显的脉动，且脉动幅度随气相温度脉动幅度的增加而增大。与不考虑气相温度脉动时相比，考虑气相温度脉动时的瞬时焦炭反应速率峰值增加的幅度超过了谷值减少的幅度。图3c分别给出了气相平均温度为1000和1100K时，气相温度脉动对长径比为7的草本生物质颗粒瞬时焦炭燃烧速率的影响。长径比为7的颗粒瞬时焦炭燃烧速率依然受到气相温度脉动的显著影响，随时间脉动式地变化。考虑与不考虑气相温度脉动相比，瞬时焦炭燃烧速率峰值增加的幅度超过了谷值降低的幅度。图4给出了气相平均温度为1000K时，气相温度脉动对长径比为5和10的松木颗粒焦炭燃烧过程中瞬时质量变化的影响。如图4a所示，长径比为5的松木颗粒的瞬时质量变化受到气相温度脉动的影响，气相温度脉动使颗粒瞬时质量下降得更快。气相温度脉动幅度的增大进一步加快了颗粒的质量损失。对比图4b与图4a可以看到，随着长径比的增大，具有相同初始等体积球直径颗粒的焦炭燃尽时间缩短。尽管如此，长径比为10的松木颗粒的瞬时质量变化也受到了气相温度脉动的影响，颗粒瞬时质量以比不考虑气相温度脉动时相对更快的速率下降。随气相温度脉动幅度增大，这一影响变得更加明显。图4气相温度脉动对不同长径比的松木颗粒焦炭燃烧瞬时质量变化的影响Fig.4Effectofgastemperaturefluctuationoninstantaneousmassvariationsofpineparticleswithdifferentaspectratiosduringcharcombustion4结论本文考虑到生物质颗粒的非球形状，对颗粒在有温度脉动的热气流环境中的瞬时焦炭燃烧过程进行了计算，得到如下结论：1）在不同气相平均温度下，气相温度脉动对生物质椭球颗粒的瞬时焦
【参考文献】：
期刊论文
[1]某超超临界1000 MW锅炉生物质与煤粉混烧数值模拟及优化[J]. 吕洪坤,齐晓娟,童家麟,丁历威,李剑,叶学民. 可再生能源. 2018(06)
[2]生物质与煤共燃温度场的数值模拟[J]. 卢洪波,马玉鑫,祖国刚,方剑. 东北电力大学学报. 2014(01)
本文编号：3612109
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