Experimental investigations of thermal conductivity coefficient and specific heat capacity of coal-water fuel from coals of different metamorphic stages
DOI:
https://doi.org/10.23877/MS.TS.25.006Keywords:
coal, coal-water fuel, experiment, thermocouple, thermal conductivity, heat capacity, method of combining, metamorphic stage, comparisonAbstract
The paper is devoted to the study of thermal physical properties of coal-water fuel which was produced from high-ash coal or low-reactive coal. The thermal conductivity coefficient data of coal-water fuel were determined by using of combination of physical experiment and numerical modeling. It is shown, that thermal conductivity coefficient of coal-water fuel varies from 0.41 to 0.81 W/(m·K) and its value increases by temperature growth. Those values are significantly higher, than the same coefficient values of natural coal. The coefficient depends on the coal metamorphosis stage and amount of mineral impurities and water, contained in fuel. It was determined also that rising of mineral impurities share in coal to 10 % leads to increase the thermal conductivity coefficient value to 9…10 %. The increasing of water share in coal-water fuel can lead either to increase or to decrease value of thermal conductivity coefficient.
The heat capacity of coal-water fuel was investigated by using calorimetric method. It is found that heat capacity value of coal-water fuel varies from 3.5 to 6.5 kJ/(kg·K). The value is increasing on the rising of temperature and depends on mineral impurities and water shares in the fuel.
The dependencies of thermal conductivity coefficient and heat capacity value of coal-water fuel, which produced from coal of different metamorphosis stages, in relation to percentage shares of water and coal phases in fuel suspension and to the amount of mineral impurities, are obtained due to analysis of experimental data.
Downloads
References
Мальцев Л.И. Сжигание каменного угля в виде водоугольной суспензии в котлах малой мощности / Л.И. Мальцев, И.В. Кравченко, С.И. Лазарев, Д.А. Лапин // Теплоэнергетика. - 2014. - № 7. - С. 25 - 30.
Делягин Г.Н. Жидкое топливо на основе угольных суспензий: возможности и перспективы использования / Г.Н. Делягин, Я.М. Каган, A.C. Кондратьев // Российский химический журнал. - 1994. - № 3. - С. 22 - 27.
Пинчук В.А. Влияние характеристик водоугольного топлива на закономерности процесса его горения / В.А. Пинчук // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. - Днепропетровск: НПВК "Триакон". - 2014. - Вып. 2(15). - С. 78 - 84. doi: 10.23877/MS.TS.18.016.
Sharabura, Т.А., Pinchuk, V.A. and Devčić, N., (2012). Ecological aspects of the thermal processing of water-coal fuel, Summaries of lectures of the 10th international symposium of Croatian Metallurgical Society SHMD ‘2012. In Materials and Metallurgy p. 429.
Улитин М.В. Физико-химические свойства, устойчивость и коагуляция лиофобных дисперсных систем: учеб. пособие // М.В. Улитин, Д.В. Филиппов, М.В. Лукин. - Иваново: ГОУ ВПО Иван. хим.- технол. ун-т, 2007. - 108 с.
Попов В.И. Реологические и теплофизические свойства водоугольных суспензий / В.И. Попов, Ю.А. Коваленко, А.А. Борисов // Теплоэнергетика. - 1995. - № 8. - С. 39 - 43.
Агроскин А.А. Химия и технология угля / А.А. Агроскин. - М. : Недра, 1969. - 240 с.
Аронов С.Г. Химия твердых горючих ископаемых / С.Г. Аронов, Л.Л. Нестеренко. - Х. : Изд-во при Харьковском университете, 1960. - 371 с.
Химия и переработка угля /В.Г. Липович, Г.А. Калабин, И.В. Калечиц и др. - М.: Химия, 1988.-336 с.
Агроскин А.А. Теплофизика твердого топлива / А.А. Агроскин. - М. : Недра, 1980. - 256 с.
Пинчук В.А. Определение коэффициента теплопроводности водоугольного топлива методом комбинирования физического эксперимента и математического моделирования / В.А. Пинчук // Системні технології. Регіональний міжвузівський зб. наук. праць. - Дніпропетровськ : ДНВП "Системні технології", 2014. - Вип. 3 (92). - С. 66 - 76.
Чиркин В.С. Теплопроводность промышленных материалов / В.С. Чиркин. - М. : Машиностроение, 1957. - 172 с.
Лыков А.В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков. - М.: "Высшая школа", 1967. - 599 с.
Моисеев Н.Н. Методы оптимизации: Учеб. пособие для вузов / Н.Н. Моисеев, Ю.П. Иванилов, Е.М. Столярова. - М. : Наука, 1978. - 351 с.
Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов / А.Ф. Чудновский. - М .: Физматлит, 1962. - 456 с.
Дульнев Г.Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов / Г.Н. Дульнев, Ю.П. Заричняк. - Л. : Энергия, 1974. - 264 с.
Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы / В.П. Преображенский. - М. : Энергия, 1978. - 704 с.
Тепло и массообмен. Технический эксперимент: Справочник / под общ. ред.В. А. Григорьева, В.М. Зорина. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 560 с.
Геращенко О.А. Температурные измерения: Справочник / О.А. Геращенко, А.Н. Гордов, В.И. Лах [и др.]. - К.: Наукова думка, 1984. - 704 с.
