【技术实现步骤摘要】
一种飞灰颗粒沾污平均界面能的计算方法及其测量方法
[0001]本专利技术属于燃烧特性研究领域，更具体地，涉及一种飞灰颗粒沾污平均界面能的计算方法及其测量方法。
技术介绍
[0002]燃料燃烧灰沾污是指燃料燃烧后产生的飞灰颗粒与换热面发生碰撞，被换热面捕集后在其表面沉积的现象。灰的沾污问题在煤、生物质或固体废弃物等燃料燃烧锅炉中普遍存在，但是灰沾污不仅会导致换热面换热效率降低，还易于导致换热面超温，从而引发安全事故。
[0003]灰在炉膛中的沾污过程可以描述为固体颗粒与表面碰撞后动能被耗散的过程，并且颗粒动能消耗主要包括两方面：(1)碰撞过程灰颗粒受换热面作用力大于灰颗粒的屈服强度，发生塑性形变消耗动能；(2)颗粒在碰撞过程存在弹性形变，当颗粒弹性形变恢复过程具有离开碰撞表面的趋势，需要克服接触面的界面能做功。其中，塑性变形的能量损耗与灰颗粒的屈服强度有关，可通过对查阅对应颗粒材料特性后计算获得。克服界面能消耗的动能与灰颗粒材料特性及碰撞过程的界面能有关，灰颗粒材料特性可根据矿物成分确定，因此一旦确定灰颗粒碰撞的界面能...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种飞灰颗粒沾污平均界面能的计算方法，其特征在于，该计算方法包括如下步骤：S1对燃烧过程进行积灰采样，并测得积灰的粒径分布f'；S2对燃烧过程进行飞灰采样，并测得飞灰颗粒的粒径分布和矿物成分，然后根据粒径分布和矿物成分的结果计算不同粒径飞灰颗粒的碰撞效率；S3对飞灰颗粒平均界面能进行赋值获得当前界面能然后根据当前界面能以及飞灰颗粒的粒径分布和矿物成分计算当前界面能下不同粒径飞灰颗粒反弹时克服界面能所需做的功同时计算飞灰颗粒碰撞过程中由于塑性形变导致的能量损失E
def
和不同粒径飞灰颗粒的碰撞动能E
kin,i
；S4根据步骤S3获得的E
def
和E
kin,i
，判断当前界面能下不同粒径飞灰颗粒的捕集效率S5根据步骤S4获得的计算当前界面能下飞灰颗粒沾污后累积质量的粒径分布f
k
，并计算f
k
与f'在当前界面能下的均方根差σ
k
；S6重新对飞灰颗粒平均界面能进行赋值获得下一界面能并返回步骤S3，重复步骤S3～S6直至满足预设条件，进而获得飞灰颗粒沾污平均界面能。2.如权利要求1所述的飞灰颗粒沾污平均界面能的计算方法，其特征在于，步骤S1和S2中，积灰的粒径分布以及飞灰颗粒的粒径分布和矿物成分采用CCSEM技术进行测量。3.如权利要求1所述的飞灰颗粒沾污平均界面能的计算方法，其特征在于，步骤S2中，不同粒径飞灰颗粒的碰撞效率的计算方法为：S21利用下式计算t时刻不同粒径飞灰颗粒水平方向的坐标x
t
和t时刻不同粒径飞灰颗粒竖直方向的坐标y
t
，，式中，v
p
为飞灰颗粒水平方向的速度，c为曳力系数，v
g
为气体水平方向的速度，ρ
g
为气体的密度，F
v
为水平方向除重力和浮力以外的其他外力，m
p
为飞灰颗粒的质量，d
p
为飞灰颗粒的直径，u
p
为飞灰颗粒竖直方向的速度，u
g
为气体竖直方向的速度，ρ
p
为飞灰颗粒的密度，g为重力加速度，F
u
为竖直方向除重力和浮力以外的其他外力；S22根据步骤S21获得的x
t
和y
t
，利用下式计算不同粒径飞灰颗粒的碰撞效率η
i
，式中，y0为沉积管径向中心在竖直方向的坐标，x0为沉积管径向中心在水平方向的坐标，R
c
为沉积管半径，沉积管用于步骤S1中的积灰采样。
4.如权利要求1所述的飞灰颗粒沾污平均界面能的计算方法，其特征在于，步骤S3中，利用下式计算当前界面能下不同粒径飞灰颗粒反弹时克服界面能所需做的功利用下式计算当前界面能下不同粒径飞灰颗粒反弹时克服界面能所需做的功式中，E为弹性模量，d
p
为飞灰...
【专利技术属性】
技术研发人员：于敦喜，吴建群，泮浩翔，徐明厚，韩京昆，喻鑫，刘芳琪，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。