微米级铁粉燃料中低温氧化反应特性及其动力学研究

微米级铁粉是极具潜力的新型无碳固体燃料，为实现金属燃料规模化高效清洁燃烧利用，需要掌握其基础燃烧特性及其化学反应动力学机理。这需要大量关于动力学参数的研究，特别是活化能。热重分析（TGA）是实验获得动力学数据最常用的工具，而等转换动力学分析是处理TGA数据计算的最有效方法。本文利用热重分析仪对6、25、30、40、55及120μm 6种微米级铁粉进行实验，采用Friedman等转化率对TGA数据进行处理与分析，主要包括TGA数据原始数据分析，获得转化率数据，定转化率数据插值选点，根据Friedman等转化率拟合，计算六种铁粉活化能与转换函数，不同粒径铁粉数据联合对比分析。结果表明大部分情况下，微米级铁粉粒径越小，同温度下反应越充分；在反应速率达到峰值前，铁粉粒径越小，反应速率越快；在反应速率达到峰值后，铁粉粒径越小，反应速率越慢；在转化率大于0.300时，对于30、40、55及120μm的铁粉，粒径越小，活化能越小。研究成果基于氧浓度、粒径大小、加热速率多变量取得，研究了微米级铁粉的中低温全过程氧化特性，计算了多种微米级铁粉的活化能数据，为金属燃料应用提供理论基础，为建立铁粉燃烧反应动...