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摘要
水煤浆气流床气化是目前大型先进煤气化技术之一，提升水煤浆气化效率有助于推动煤炭清洁高效利用。水煤浆预热技术被认为是提高煤气化能源利用效率的关键技术之一。目前，复杂液固悬浮液导热系数的变化规律和内在机理仍未被完全认识。导热系数是介质流动换热的重要基础参数，表征着其在稳态导热过程的导热能力。利用瞬态热线法测定不同温度下相同浓度水煤浆的导热系数，实验结果表明：温度越高，导热系数越高。在室温下测定不同质量浓度下水煤浆的导热系数，实验结果表明可以分为两个阶段：质量浓度从51wt%增大到58wt%时为下降区，导热系数快速下降，其值由0.401 W·m-1·K-1降至0.358 W·m-1·K-1；而质量浓度继续增加，从58wt%到67wt%时为恒定区，导热系数基本保持在0.358 W·m-1·K-1。基于实验结果，综合考虑平行模型、麦克斯韦模型、广义自洽模型等复合材料模型，提出煤颗粒-结合水复合的水煤浆导热系数平行预测模型。水煤浆中的水分包含自由水和结合水，结合水会和煤颗粒形成煤颗粒-结合水复合相，将水煤浆视为复合相和自由水相组成的两相复合材料。在下降区，随着煤颗粒浓度的增加，自由水相减少，复合相不变，水煤浆导热系数快速降低；在恒定区，随着煤颗粒浓度的进一步增加，复合相中的结合水量减少，但复合相的导热系数基本维持稳定。
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单位中化泉州石化有限公司; 华东理工大学
