模型及其假設(shè)

建立數(shù)學(xué)模型的假設(shè)條件概括如下：

(1)顆粒群是均勻攪拌的系統(tǒng)，即認(rèn)為顆粒群內(nèi)氣相和固相的物性參數(shù)分別是均勻的。因?yàn)樗☆w粒群尺寸較小，這樣假定是允許的。

(2)在對(duì)流加熱條件下，顆粒群通過氣相與周圍環(huán)境進(jìn)行對(duì)流換熱。而在輻射加熱條件下，只考慮煤粉對(duì)輻射的吸收和發(fā)射，不計(jì)散射，氣體對(duì)輻射是透明的，煤粉則被視為灰體。

(3)顆粒群內(nèi)的煤粉顆粒視為熱量和質(zhì)量的點(diǎn)源。

(4)煤粉僅由揮發(fā)分和固定碳組成。揮發(fā)分析出是等粒徑過程，而顆粒表面的氧化反應(yīng)是等密度過程。

(6)顆粒與氣相不等溫，二者以對(duì)流換流的形式進(jìn)行熱交換。

(7)揮發(fā)分氣相燃燒反應(yīng)的放熱去加熱氣體，而顆粒表面氧化反應(yīng)的放熱則加熱顆粒。根據(jù)陳建原的研究結(jié)果，這樣的假定是合理的。熱解吸熱很少。表面氧化反應(yīng)放熱相比可忽略不計(jì)。

判斷著火的方法很多。用數(shù)值模擬方法研究煤粉著火過程時(shí)，一般都采用溫度躍變的著火定義。褐煤粉碎機(jī)和煤粉破碎機(jī)均用于煤粉加工的，前者的粉末較大，后者的粉磨較校當(dāng)算得溫度出現(xiàn)突躍時(shí)，即認(rèn)為著火發(fā)生。對(duì)于本模型，由于不考慮顆粒的散熱，當(dāng)環(huán)境溫度高于一定值，加熱時(shí)間足夠長，顆粒群肯定可以著火，這種著火屬于非穩(wěn)態(tài)著火狀態(tài)。而處于穩(wěn)定運(yùn)行的燃燒設(shè)備中的著火，大多屬于非穩(wěn)態(tài)著火。

煤粉顆粒群的著火可能開始于顆粒表面燃燒(多相著火)，也可能首先發(fā)生在氣相中(均相著火)。當(dāng)然，不管是固相還是氣相首先著火，只要兩相中任一相發(fā)生著火，則整個(gè)顆粒群就著火了，因此顆粒群的著火時(shí)間為兩相著火時(shí)間中的較小者。本文是這樣判斷顆粒群著火方式的：按式分別計(jì)算氣相和固相的著火時(shí)間，若氣相著火時(shí)間較短，則顆粒群發(fā)生的是均相著火，反之則是多相著火，而二者相等時(shí)則是聯(lián)合著火。

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