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摘要
为研究超低浓度瓦斯蓄热燃烧特性及其关键影响因素,搭建多孔介质燃烧测试平台,研究不同孔隙率多孔介质蓄热体及其组合条件下的超低浓度瓦斯燃烧特征,探讨烟气热量回流对燃烧稳定的影响。研究发现,基于多孔介质的超低浓度瓦斯蓄热燃烧状态包括表面燃烧和浸没燃烧,相同工况下表面稳定燃烧的火焰传播速度小于浸没燃烧状态下的火焰传播速度,当多孔介质孔隙内火焰传播速度大于孔内的气体轴向流速时,表面燃烧将向浸没燃烧模式进行转变,以此为基础确定其燃烧模式转变的临界条件。超低浓度瓦斯蓄热燃烧所表现出的燃烧区分层、热斑及燃烧区破裂等非稳定性的燃烧特征在传输过程中相互耦合且不断演化,其形成与存在与燃烧波及热波的传播密切相关。当临界准则数(贝克莱数)Pe≥65时,多孔介质内可实现稳定传播的燃烧波。在该实验条件下,20PPI的多孔介质有利于超低浓度瓦斯的稳定燃烧,合理组合的多孔介质界面有助于燃烧火焰的稳定和温度分布的均匀。由此提出烟气逆流用于强化进气预热的自回热新思路,与无热量回流相比,烟气逆流可显著强化进气预热,有效改善超低浓度瓦斯的蓄热燃烧状态,使得床内温度场的分布更趋均匀,显著降低床内各区域间的温度梯度,有效抑制火焰倾斜、热斑、破裂等非稳定燃烧特征。
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单位煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室; 中国矿业大学（北京）; 中国矿业大学
