Shock wave induced primary thermal fragmentation of coal particles


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Coal particles when subjected to shock waves can undergo rapid fragmentation, pyrolysis, and combustion, causing enhanced process intensity and efficiency. Particle fragmentation plays a crucial role in this process. Exposure of coal particles to a shock wave is modelled in the present work as combined convection and radiation at the surface and conduction in the interior. Local temperatures within a coal particle and the corresponding thermal stresses are computed to study particle failure. Particle fracture is modelled by a three-parameter Weibull probability to predict the failure location and time. Simulations indicate that pulverized coal of size up to 250 μm subjected to a shock wave for varying operational, thermal, and physical parameters can experience initial failure within 150 μs. Particles of size d ≥ 50 μm or higher wave strengths (with Mach numbers M ≥ 5) mostly trigger exfoliation, while interior fragmentation dominates at smaller sizes (d ≤ 25 μm). An initial fracture study reveals that pulverized coal with predominant sizes d ≤ 100 μm and the coal rank from lignite to bituminous coal is potentially suitable for detonation combustion in waves at Mach numbers M = 3–6. Coal particles under continuous exposure to post-shock conditions undergo recursive exfoliation until the core is 20–40 μm, after which an interior fragmentation phase is seen until the core is about 1–3 μm. Much finer coal particles, of the order of internal fragmenting cores, are hardly fractured due to low thermal stresses caused by rapid uniform heating. The fracture model approach for studying shock-induced combustion is validated by a reasonable match of the computed ignition delay with experiments. The fragmentation history indicates a substantial increase in the particle surface area and temperature under shock exposure, as against conventional combustion, leading to an increased order of the burning rates at the onset of ignition, which can sustain through the entire burning phase.

Об авторах

S. Jaisankar

Institute of Science

Автор, ответственный за переписку.
Email: jshankar@aero.iisc.ernet.in
Индия, Bangalore, 560012

D. Patadiya

Institute of Science

Email: jshankar@aero.iisc.ernet.in
Индия, Bangalore, 560012

T. Sheshadri

Institute of Science

Email: jshankar@aero.iisc.ernet.in
Индия, Bangalore, 560012

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».