基于煤颗粒-结合水复合相的水煤浆导热系数预测模型
蒋海锋1
张华驰2
赵辉1
许建良1
梁钦锋1
李伟锋1
刘海峰1
1.华东理工大学上海煤气化工程技术研究中心,上海 200237;华东理工大学国家能源煤气化技术研发中心,上海 200237;华东理工大学含碳废弃物资源化零碳利用教育部工程研究中心,上海 2002372.中化泉州石化有限公司,福建泉州 332501
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质量分数水煤浆的导热系数,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分数下水煤浆的导热系数,实验结果表明可以分为 2个阶段:质量分数从 51%增大到 58%时为下降区,导热系数快速下降,由 0.401 W/(m·K)降至 0.358 W/(m·K);而质量分数继续增加,从 58%到 67%时为恒定区,导热系数基本保持在 0.358 W/(m·K).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,随着煤颗粒质量分数的增加,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,随着煤颗粒质量分数的进一步增加,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.
关键词：水煤浆质量分数导热系数煤水复合模型结合水
分类号：TK11(热能、热力工程)
资助基金：国家自然科学基金(21878095)自治区重点研发专项资助项目(2023B01013)
论文发表日期：2024-05-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 2538-2546 )
英文信息