磁场能通过施加洛伦兹力、磁场力等影响粒子运动,甚至可改变电子...

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磁场能通过施加洛伦兹力、磁场力等影响粒子运动,甚至可改变电子自旋、核自旋以影响包括燃烧过程在内的化学反应。因此,研究磁场对燃烧的影响有利于加深对火焰流动、燃烧机理等基础问题的理解,且对开展微重力燃烧等科学研究有推动作用。此外,本研究可为利用磁场改善火焰稳定性和提高煤粉/焦反应活性等潜在工业应用提供一定的理论依据。　　本文提出了自由基磁场漂移运动的概念,分别从磁场作用力影响宏观流动、磁场力导致自由基漂移两方面建立了磁场作用的数学描述,导出了自由基磁场漂移速度、自由基磁场迁移率等特征量的理论公式;在上述理论基础上,通过数值模拟研究了梯度磁场对H2/N2层流扩散火焰的影响;最后,利用高达30T的脉冲强磁场预处理三种不同煤阶的煤粉,并通过处理前后的对比热重实验研究了磁场处理对煤粉燃烧特性的影响。　　研究结果表明:在现有磁场条件下,自由基磁场漂移运动对自由基分布、火焰燃烧流动的影响很微弱。微重力下磁场力能替代重力驱动浮升对流,且磁场浮升对流与自然浮升对流具有一定的相似性;磁场浮升力主要源自火焰内外O2体积磁化率分布不均;磁场浮升对流的强弱可用等效重力加速度、磁场格拉晓夫数等参数表征;不同大小、方向的?B2对层流扩散火焰有不同影响;在?B2/?z=?70T2/m的磁场条件下,模拟地面火焰呈现出与微重力火焰类似的准半球形结构。　　各煤种受磁场影响程度由高到低依次为张村烟煤、晋城无烟煤、胜利褐煤;磁场处理后的张村烟煤燃烧TG曲线在高温区的失重速率明显增大,且终温TG值明显降低;脉冲强磁场预处理对煤粉燃烧特性的影响,很可能与高温煤焦反应活性和煤焦中非活性残碳含量有关

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