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粉煤灰漂珠的形成及傳熱機理

煤粉在1300℃的電廠鍋爐內燃燒時，粘土質物質熔融成微液滴，在爐內湍流的熱空氣作用下高速自旋，形成渾圓硅鋁球體。燃燒和裂解反應產生的氮氣、氫氣和二氧化碳等氣體在熔融的高溫鋁球內迅速膨脹，在表面張力作用下，形成中空的玻璃泡，然后進入煙道迅速冷卻，硬化后成為高真空的玻璃態空心微珠，即粉煤灰漂珠。它一般占粉煤灰總量的1%左右，具有相對密度小于1、徑小、質輕、中空、隔熱、絕緣、隔音、耐火、耐壓、硬度高、無團聚及分散性好等特性。漂珠球內是非常稀薄的二氧化碳氣體，外壁熱量傳導到內壁時，靠近熱壁的二氧化碳氣體膨脹，密度減小而溫度上升，在微小的球內產生非常緩慢的自然對流。由于稀薄二氧化碳氣體的流速和密度都很小，所以其雷諾準數也很小，球內流體很難湍動形成紊流。因此，漂珠內二氧化碳氣體環流的傳熱邊界層很厚，幾乎等于球的內腔半徑，漂珠的給熱過程基本上就是二氧化碳氣體的熱傳導過程，所以漂珠的給熱系數小，傳熱速率慢，保溫效果好。