该研究主要探讨了煤粉对管内瓦斯预混火焰传播特性的影响,通过实验观察和数据分析,揭示了煤粉参与燃烧时火焰传播速度、温度分布和压力变化的关键特征。
在《内铺煤粉方管内瓦斯预混火焰传播特性》的研究中,研究人员使用典型的煤粉样本,将煤粉均匀铺设在100mm×100mm截面、1.5m长的有机玻璃方管底部,以模拟实际工况。实验利用高速摄像机、光电传感器、微细热电偶和压力传感器等先进设备,对瓦斯火焰在含有煤粉环境中的传播过程进行了详细观测,获取了火焰传播速度、瞬态温度和燃烧压力等关键参数。
实验结果显示,当存在煤粉时,瓦斯火焰的传播速度有所提升,但燃烧反应的时间显著延长。这一现象表明煤粉的存在可能加速了火焰的初始传播,但同时也增加了燃烧过程的复杂性。同时,内铺煤粉导致管内火焰温度的半峰宽度增加,这体现在测点处瞬态温度曲线出现明显的"双峰"结构。这种"双峰"结构暗示煤粉与瓦斯火焰相互作用,形成了瓦斯-煤粉复合火焰,增强了燃烧效率。
尽管煤粉的存在并未显著改变燃烧压力的峰值,但它却使得压力波脉冲的宽度增加。这意味着燃烧过程中的压力波动更为显著,可能是由于煤粉的引入改变了燃烧的动态特性,增加了燃烧过程的不稳定性。
这项研究对于理解和控制矿井瓦斯爆炸、工业燃烧过程以及煤炭能源的有效利用具有重要意义。通过对煤粉影响瓦斯火焰传播机制的初步分析,可以为优化燃烧系统设计、提高燃烧效率和安全性提供理论依据。同时,对“双峰”结构的深入理解有助于开发新的燃烧模型和控制策略,以适应含煤粉的复杂燃烧环境。
关键词:煤粉、瓦斯、预混火焰、传播特性、方管、“双峰”结构
中图分类号:TD712.7
文献标志码:A
收稿日期:2012-03-26
责任编辑:毕永华
基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(51134012);火灾科学国家重点实验室开放基金资助项目(HZ2011-KF09);安徽省优秀青年人才基金资助项目(2010SQRL057ZD)
作者简介:汪泉(1980-),男,安徽池州人,博士研究生。E-mail: quanwang@mail.ustc.edu.cn