煤燃烧过程中的热应力破碎的研究

添加人：admin 发布时间：2015/8/3 8:30:36 来源：中国破碎机网

　　研允明，煤燃烧过程足人气颗粒物的重要来源之。为了更加准确地描述飞灰颗粒的形成和毒性物质的富集规律，有的研究者推荐使用梭式来描述煤粉燃烧的灰颗粒，即包中心粒径大约为0.08的亚微米烟尘区中心粒径大约化的细微破碎碎片区以及中心粒技等于或火于超微米破碎碎片水文从铨论。对煤燃烧过程中热应力引起煤颗粒破碎的特性进行研究。
　　1破碎分析为了讨论与推导的方便，忽略煤颗粒内部孔隙结构的影响，简单地假设煤颗粒为各向同灼均匀加热的半径为〃，球体颗粒，因此可以很容易得到煤颗粒在炉膛内的维非稳态导热方程TTr=laUTK相应的边界条件和初始条作为，为周围气体的温度；为煤颗粒的导热系数；办为煤颗粒在炉膛内的换热系数，包括烟气对煤颗粒的对流换热和辐射换热。根据这个方程和给出的边界长件及初始樘件就可以以到颗粒内部温度分布。得出煤颗粒中非定常的温度场后，就产生个随时间变化的应力场，当煤颗粒的受热升温较为缓慢，颗粒内部达到温度稳定的时间相对很短，这时可以认为颗粒内部温度为准静态分布，把应力的变化沿作个接个平衡的状态。即准静态处理，根据热应力理论就可以得出颗粒内部的径向应力和切向应力部在+同时刻。不同价，相对半径〃〃。1应力和切向应力的计算结果。
　　从1中可以看出，径向应力始终为拉应力，在1时刻。在煤颗粒内部很大范围内切向拉应力较大且变化很小，在相对半径为0.80.9时径向拉应力才开始逐渐减小，直到颗粒的外面减小为0.对于切向应力，也有相似的变化，在煤颗粒内部的很火范旧内切应力为拉应力且变化很小，也是在相对半径为0.80.9处切向应力突然减小，并且切向应力由拉应力迅速转变为压应力，到颗粒的外面时达到最大压应力。通过对1粒的线性膨胀系数；为弹性模量；为泊松系价的正根；心=厂，价价为毕渥数。根据以上公式煤颗粒设煤颗粒的初始温度为293炉膛环境温度为1 793，取煤颗粒的线性热膨胀系数=20父6杨氏模量=3，山泊松率=0.37.热扩散率取自文献2.1和2显的是颗粒内径向应力正为拉应力和2的分析，可以看出，随着时间的，加，不管是径向拉应力还是切向拉应力和压应力都是增加数从0.5增加到2.5时。径应力和切应力士数量级增加。5固体内部导热热阻与其界面换热热阻之比，这也就是说5数越大，越会，加颗粒内部的温度梯度，导致较大的热应力。因而当煤颗粒的粒径越大，炉膛内的温度越高扰动越强烈，颗粒内部的空隙越多，导热性能越不好时，煤颗粒就会越容易或越地发4破碎现象。在阁2中，虽然同时刻切向的最大压应力是最大拉应力的好几倍，但是由于煤炭颗粒的极限抗张强度要比极限抗压强度低个数量级，因此，在压应力还没有达到极限抗压强度时，拉应力就有可能己经超过了极限抗张强度，使得煤颗粒内部发生裂纹，而随着时间的增加，颗粒外部切向压应力，加到足够人，超过了颗粒屈服强度时。裂纹进步扩展到颗粒衣面颗粒才会发生破碎现象1当考虑热应力的瞬时效应时。热应力的分析解为4冰切向应力正为拉应力+4以上计算均没有考虑煤颗粒的结构特性的影响。实际1煤颗粒内部许多毛细管及孔隙且面存在无规则的裂纹。闪而就会使得应力集中成由于煤颗粒本身存在结构上的缺陷，使得煤颗粒的根掘以上的煤频粒的性质参数以及式⑴和看出，切向应力与径向应力在球心处分别为最大的拉应力和压应力，应力随尺的增加迅速减小，这在小于0.4的颗粒内部现得非常明显。随着时间的增加，切向拉应力迅速减小，在颗粒的外条件的分析，煤颗粒也可能会发生破碎现象，其破碎的过程也如义献4所描述。对十阁3和4.
　　应力分布正为拉应力与前面分析的准静态应力的情况株增加此数也会增加切向应力和径向应力，特别是在颗粒内部。同时从3中也可以看到，虽然，=0但以刀向应力和径向应力还是相当人。这说明。即使颗粒非常小，可以很合理地假设炭粒内部的温度分布是均匀的情况1.由于外界温度的剧烈变化。热冲击在颗粒内产生了很大热应九使得颗粒还是有可能发生热应力破碎现象。
　　孔隙结构发生变化或使煤颗粒直接破碎，且颗粒越大破碎程度越强由于最高煤化度和最低煤化度的煤的脆性都较小，而中等煤化度的煤的脆性最人，且弹性校量在煤中含碳量小十90时基木保持不变2，1而也可以推测，中等煤化度的煤由于热应力而破碎的可能性最大。
　　2结果讨论综上分析可以得出如下结论。
　　3.热应力以煤颗粒内部的温度梯度引起的。
　　由十煤粒内部个可避免地存在温度梯度。因而在煤燃烧过程中煤颗粒必然会受到热应力的作。从而会使得颗粒内部孔隙结构变化或接使煤颗粒发生破碎现象煤颗粒所受的热应力在较大的内部区域受拉应力。而较小的外而区域受压应力只有各处的应力均超过煤颗粒的本身强度时才会发生破碎现象。其破碎过程为中间破裂为较大的碎片，外面破碎为细小的碎片。
　　习虞继舜。煤化学。北京冶金工业出版社，2000.
　　价=0.5时温度剧烈变化时颗粒内部的应力分布正为拉应力