《構建包含分形孔隙擴散效應的煤焦燃燒速率模型》是依託清華大學，由何榕擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：構建包含分形孔隙擴散效應的煤焦燃燒速率模型
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：何榕
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
煤焦燃燒模型是煤燃燒研究中的一個重要問題。如果能從機理上認識煤焦燃燒的影響因素，並能得到準確的煤焦反應速率方程，無論是對於煤燃燒科學的基礎研究，還是工業套用，都有非常重要的意義。本徵反應模型是包含孔隙擴散效應的煤焦燃燒模型的重要發展，影響很廣。但是，它在預測煤焦燃燒行為上仍然存在較大誤差。本項目將研究包含孔隙擴散效應的煤焦燃燒模型，目標是對於無煙煤、煙煤、褐煤等不同煤種產生的煤焦，通過實驗確定孔隙結構參數之後，可以較準確地計算出煤焦反應速率。在本項目研究中，將仍然採用本徵活化能是常數的基本假設。與本徵反應模型不同的是：用孔隙率、比表面積和分形維數這三個孔隙參數描述孔隙結構，用分形維數代替彎曲因子的概念，用分形孔隙內擴散方程代替Fick擴散方程。本項目將通過理論推導從機理上研究煤焦反應速率模型的基本形式，用數值模擬和實驗驗證相結合的方法確定煤焦反應速率模型的最終形式。
結題摘要
本項目構建了一個包含分形孔隙擴散效應的、相對準確可靠的煤焦燃燒速率模型。首先引入分形維數作為描述孔隙複雜程度的參數，從氣體分子運動論出發，建立煤焦顆粒分形孔隙中的氣體擴散和反應模型。然後用理論推導的方法構造一個包含分形孔隙擴散效應的煤焦燃燒速率表達式。用此模型模擬了7種煤焦在沉降爐中的燃燒情況，並與實驗數據進行比較，結果表明本項目所得模型的計算結果與實驗基本吻合，而傳統的本徵動力學模型則出現了趨勢明顯不吻合的情況。相對於本徵動力學模型，本項目所得的模型能更好的反映孔隙結構對煤焦燃燒的影響，具備了預測煤焦燃燒特性的能力。
