Воспламенение частиц влажной древесной биомассы в условиях конвективной диффузии водяных паров в пристенной области

Представлены результаты экспериментального и теоретического исследования процессов тепло- и массопереноса, протекающих при воспламенении частиц влажной древесины в высокотемпературной газовой среде. Эксперименты проведены на установке, обеспечивающей условия, соответствующие топочным пространствам котельных агрегатов. Регистрировались основные параметры теплообмена – температура внешней среды, а также интегральные характеристики воспламенения – время задержки. Погрешность регистрации указанных параметров не превышала 18%. Установлено, что конвективный перенос водяных паров, образующихся при испарении внутрипоровой влаги, и продуктов пиролиза не оказывает существенного влияния на характеристики и условия зажигания. По результатам экспериментов разработана математическая модель процесса воспламенения, которая описывает совместное протекание основных процессов термической подготовки в условиях интенсивных фазовых (испарение воды) и термохимических превращений (термическое разложение органической части топлива, термохимическое взаимодействие водяных паров и углерода кокса, воспламенение летучих) с учетом конвективной диффузии водяных паров и продуктов пиролиза в пристенной газовой области в период индукции. Полученное теоретически время задержки воспламенения удовлетворительно (в пределах доверительного интервала) согласуется с экспериментальным. Численная модель диффузионного пламени удовлетворительно (хорошее соответствие экспериментальных и теоретических значений времени задержки воспламенения) описывает процессы воспламенения частицы влажной древесины.