磁場條件下燃燒機理的研究.pdf

1、磁場能通過施加洛倫茲力、磁場力等影響粒子運動,甚至可改變電子自旋、核自旋以影響包括燃燒過程在內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。因此,研究磁場對燃燒的影響有利于加深對火焰流動、燃燒機理等基礎(chǔ)問題的理解,且對開展微重力燃燒等科學(xué)研究有推動作用。此外,本研究可為利用磁場改善火焰穩(wěn)定性和提高煤粉/焦反應(yīng)活性等潛在工業(yè)應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。
　　本文提出了自由基磁場漂移運動的概念,分別從磁場作用力影響宏觀流動、磁場力導(dǎo)致自由基漂移兩方面建立了磁場作用的數(shù)學(xué)描

2、述,導(dǎo)出了自由基磁場漂移速度、自由基磁場遷移率等特征量的理論公式;在上述理論基礎(chǔ)上,通過數(shù)值模擬研究了梯度磁場對H2/N2層流擴散火焰的影響;最后,利用高達30T的脈沖強磁場預(yù)處理三種不同煤階的煤粉,并通過處理前后的對比熱重實驗研究了磁場處理對煤粉燃燒特性的影響。
　　研究結(jié)果表明:在現(xiàn)有磁場條件下,自由基磁場漂移運動對自由基分布、火焰燃燒流動的影響很微弱。微重力下磁場力能替代重力驅(qū)動浮升對流,且磁場浮升對流與自然浮升對流具有一定

3、的相似性;磁場浮升力主要源自火焰內(nèi)外O2體積磁化率分布不均;磁場浮升對流的強弱可用等效重力加速度、磁場格拉曉夫數(shù)等參數(shù)表征;不同大小、方向的?B2對層流擴散火焰有不同影響;在?B2/?z=?70T2/m的磁場條件下,模擬地面火焰呈現(xiàn)出與微重力火焰類似的準半球形結(jié)構(gòu)。
　　各煤種受磁場影響程度由高到低依次為張村煙煤、晉城無煙煤、勝利褐煤;磁場處理后的張村煙煤燃燒TG曲線在高溫區(qū)的失重速率明顯增大,且終溫TG值明顯降低;脈沖強磁場預(yù)處