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现阶段煤的利用以煤粉燃烧为主,而对煤粉层流火焰的研究,是煤粉燃烧研究中的重要内容,它是研究湍流火焰的基础。所以,对层流火焰传播速度的研究,理论上和应用上都具有重要的意义。 本文建立了煤粉层流火焰传播速度实验台,自行设计出了满足实验要求的给粉系统。由于给粉器的重要性,作者先后尝试了四种给粉装置,在实验中发现,仅靠重力给粉和振动给料很容易发生堵料,给粉不均匀且给料量很大,大于100g/min。反复尝试并标定四种方案,最后选定重力加上振动并用向上气流携带煤粉的给粉装置,最终的给粉量控制在了5g/min~20g/min,较好的满足了实验要求。 针对烟煤,研究了煤粉浓度、粒径、一次风预热温度、液化气存在对火焰传播速度的影响。得出以下的结论:对0~45μm的煤粉,随着煤粉浓度从363mg/L增大到923mg/L,传播速度从39.4cm/s增加到44.7cm/s,又减小到17.1cm/s;对45~63μm,随着煤粉浓度从276mg/L增大到1200mg/L传播速度从5.4cm/s增大到25.0cm/s,又下降到23.9cm/s;对63~75μm,随着煤粉浓度从578mg/L增大到2025mg/L由于最小给粉量较大,传播速度仅体现出了峰值浓度到高浓度区的一段,从21.6cm/s减小到6.5cm/s。煤粉粒径从0~45μm增加到45~63μm时,峰值火焰传播速度从44.7cm/s减小到25.0cm/s;粒径为63~75μm时,峰值火焰传播速度又从25.0cm/s减小到21.6cm/s。当一次风加热温度低于600℃时,一次风温度对层流火焰传播速度的影响不大,对粒径为45~63μm,当加热温度从150℃升高到250℃时,峰值火焰传播速度仅在21.9cm/s~22.2cm/s之间变化,各浓度对应的火焰传播速度值的变化都在2cm/s之内;对粒径为63~75μm,当加热温度从150℃升高到250℃时,各浓度对应的速度值变化量也均在2cm/s之内。实验中还发现,对高挥发分煤种,本文为烟煤,当撤走液化气,粒径为45~63μm时,火焰传播速度从5.4cm/s减小到3.8cm/s;粒径为63~75μm时,火焰传播速度从8.3cm/s减小到3.9cm/s