磁場(chǎng)條件下燃燒機(jī)理的研究.pdf

1、磁場(chǎng)能通過(guò)施加洛倫茲力、磁場(chǎng)力等影響粒子運(yùn)動(dòng),甚至可改變電子自旋、核自旋以影響包括燃燒過(guò)程在內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。因此,研究磁場(chǎng)對(duì)燃燒的影響有利于加深對(duì)火焰流動(dòng)、燃燒機(jī)理等基礎(chǔ)問(wèn)題的理解,且對(duì)開(kāi)展微重力燃燒等科學(xué)研究有推動(dòng)作用。此外,本研究可為利用磁場(chǎng)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(chǎng)漂移運(yùn)動(dòng)的概念,分別從磁場(chǎng)作用力影響宏觀流動(dòng)、磁場(chǎng)力導(dǎo)致自由基漂移兩方面建立了磁場(chǎng)作用的數(shù)學(xué)描

2、述,導(dǎo)出了自由基磁場(chǎng)漂移速度、自由基磁場(chǎng)遷移率等特征量的理論公式;在上述理論基礎(chǔ)上,通過(guò)數(shù)值模擬研究了梯度磁場(chǎng)對(duì)H2/N2層流擴(kuò)散火焰的影響;最后,利用高達(dá)30T的脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)預(yù)處理三種不同煤階的煤粉,并通過(guò)處理前后的對(duì)比熱重實(shí)驗(yàn)研究了磁場(chǎng)處理對(duì)煤粉燃燒特性的影響。
　　研究結(jié)果表明:在現(xiàn)有磁場(chǎng)條件下,自由基磁場(chǎng)漂移運(yùn)動(dòng)對(duì)自由基分布、火焰燃燒流動(dòng)的影響很微弱。微重力下磁場(chǎng)力能替代重力驅(qū)動(dòng)浮升對(duì)流,且磁場(chǎng)浮升對(duì)流與自然浮升對(duì)流具有一定

3、的相似性;磁場(chǎng)浮升力主要源自火焰內(nèi)外O2體積磁化率分布不均;磁場(chǎng)浮升對(duì)流的強(qiáng)弱可用等效重力加速度、磁場(chǎng)格拉曉夫數(shù)等參數(shù)表征;不同大小、方向的?B2對(duì)層流擴(kuò)散火焰有不同影響;在?B2/?z=?70T2/m的磁場(chǎng)條件下,模擬地面火焰呈現(xiàn)出與微重力火焰類似的準(zhǔn)半球形結(jié)構(gòu)。
　　各煤種受磁場(chǎng)影響程度由高到低依次為張村煙煤、晉城無(wú)煙煤、勝利褐煤;磁場(chǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)預(yù)處