Intraparticle effects in char combustion ii steady state analysis

Authors


Abstract

Based on the results of an earlier paper, a model is developed to include the homogeneous reaction in the external boundary layer. It is assumed, consistent with those results, that there is no homogeneous reaction within the particle. A feasibility region is constructed using limiting cases along the lines described there. Under some conditions, the model predicted up to five steady states for a given set of ambient conditions. For large particles, a flame develops in the boundary layer and the main product is CO2. Under such conditions, the reaction locus coincides with the double film model. While for small particles, no flame develops and the major product is CO. The solution is sensitive to the type of radiative interaction which obtains. The combustion rate increases with increase in particle temperature until a certain point, then decreases with further increase in temperature, and eventually turns back and increases again. Such behavior has been observed in some rate measurement experiments.

Abstract

En se basant sur les résultats obtenus dans un travail antérieur, on a établi un modéle qui permet de tenir compte d'une réaction homogène dans une couche-limite externe; on suppose, en accord avec ces résultats, que la réaction homogène ne se produit pas à l'intérieur de la particule. On a établi une zone de faisabilité en considérant des cas limites. Dans certaines conditions. le modèle a permis de prévoir jusqu'à cinq régimes stables pour des conditions ambiantes données. Dans le cas des grosses particules, une flamme se produit dans la couchelimite et le produit principal est CO2; dans ces conditions, la localisation de la réaction coïncide avec les prédictions du modéle du double film. Dans le cas des petites particules, il ne se produit aucune flamme et le produit principal est CO. La solution est sensible au type d'interaction radiative qui se produit. La vitesse de combustion augmente avec la température des particules jusqu'à un certain point, puis elle décro)t. Dans certains cas, la vitesse peut réaugmenter de nouveau. On a observé ce comportement de la vitesse de combustion dans quelques expériences.

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