Дослідження впливу зовнішнього тепло- і масообміну на особливості горіння і згасання газозависів вуглецевих частинок
DOI:
https://doi.org/10.18524/0367-1631.2023.61.292232Ключові слова:
тепломасообмін, займання, горіння, згасання, вуглецеві частинки, газозависиАнотація
В роботі вивчено закономірності впливу тепло- та масообміну газозависів вуглецевих частинок із зовнішнім газовим середовищем на процеси займання, горіння і затухання при різних масових концентраціях вуглецевого палива. Розглядається монодисперсний газозавис вуглецевих частинок, що знаходиться в нагрітому до високої температури газі, який містить окислювач. Внаслідок проведеного фізико-математичного моделювання визначено наступні характеристики високотемпературних процесів: період індукції, час горіння та час повного перетворення частинок, критичні параметри займання та згасання частинок. Проаналізовано вплив на ці характеристики початкового діаметра частинок, масової концентрації та температури оточуючого газу. Встановлено, що зовнішній тепломасообмін незначно впливає на період індукції та критичні параметри займання газозависів, але достатньо сильно позначається на характеристиках процесів горіння і згасання. Доведено існування верхньої межі за концентраціями палива та діаметрами частинок, за яких не спостерігається повного згоряння газозависів в умовах відсутності зовнішнього масообміну. Знайдено інтервали масових концентрацій для яких здійснюється повне перетворення вуглецевого палива, що використовується у вигляді газозависів. Показано, що для відкритих газозависів область масових концентрацій, де спостерігається повне перетворення частинок, розширюється убік великих значень. Діаметри частинок, що характеризують згасання газозависів, з урахуванням зовнішнього масопереносу менше, в результаті більшого надходження кисню до об’єму газозавису.
Посилання
Liu T., Wang N., Sun R., Cai Z., Tian W. and Jia R. Flame propagation and CO/CO2 generation characteristics of lignite dust explosion in horizontal pipeline // International Journal of Low-Carbon Technologies. – 2021. – Vol. 16. – Р. 1-7.
Moiseeva K. M., Krainov A. Yu. and Kantarbaeva A. Numerical determination of the combustion rate of a gas suspension of coal dust in a propane-air mixture // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – Vol. 2057. – Р. 012065.
Shi Xueqiang Numerical simulation on response characteristics of coal ignition under the disturbance of fluctuating heat // Combust. Flame. – 2021. – Vol. 237. – Р. 111870.
Shi Xueqiang Effects of thermal boundary conditions on spontaneous combustion of coal under temperature-programmed conditions // Fuel. – 2021. – Vol. 295. – Р. 120591.
Moiseeva K. M., Krainov A. Yu., Goloskokov S. I., Sazonov M. S., Lukashov O. Yu. Ex-perimental and theoretical study of combustion of a coal dust particle–air mixture in a closed spherical volume // Combustion, Explosion, and Shock Waves. – 2023. – Vol. 59, no. 4. – P. 479-487.
Lei Ch., Shi X., Jiang L., Deng C., Nian J., Gao Ya. Study on the effect of external air supply and temperature control on coal spontaneous combustion characteristics // Sustainability. – 2023. – No. 10. – Р. 8286.
Орловська С. Г. Вплив колективного ефекту на характеристики високотемпературного тепломасообміну сукупностей поруватих вуглецевих частинок // Фізика і хімія твердого тіла. – 2011. – Т. 12, № 2. – С. 490-499.
Orlovskaya S. G., Kalinchak V. V., Zuy O. N., Mandel O. V., Kachan S. V. Heatandmass transfer andcriticalphenomenasinthegas mixtures of carbon particles // Ukr. J. Phys. – 2011. –Vol. 56, no. 12. – P.1305-1311.
Основы практической теории горения / Под ред. В. В. Померанцева. – Л. : Энергоатомиздат, 1986. – 312 с.
Головина Е. С. Высокотемпературное горение и газификация углерода. – М. : Энергоатомиздат,1983. – 173 с.
Орловская С. Г., Зуй О. Н., Лисянская М. В. Воспламенение и горение газовзвесей углеродных частиц при различных температурах // Промышленная теплотехника. – 2017. – Т. 39, № 5. – С. 97-102.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
