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循环流化床锅炉燃烧系统的数值模拟研究的综述报告
循环流化床锅炉燃烧系统是一种新型的燃烧技术，通过将燃料与空气在高速气流的冲击下混合升华，形成固体燃料的流化状态，从而实现高效、低排放、灵活性强的燃烧方式。该系统具有较高的热效率和低污染排放，广泛应用于电力、化工、环保等领域。数值模拟研究是该技术发展的重要方向之一，可以为设计和优化循环流化床锅炉提供可靠的理论依据。
数值模拟方法可分为两类：基于流体动力学（CFD）的模拟和基于热替代模型（TDM）的模拟。CFD方法对流场、固体粒子和气-固相互作用进行详细模拟，能够获得高精度的流场分布、固体颗粒的运动及其沉积状况等信息。TDM方法则基于化学反应动力学，建立数学模型，预测燃烧反应过程，通过计算各参数的变化，得到燃烧生成物的浓度及其排放特性。
在数值模拟研究中，对于循环流化床锅炉燃烧系统的CFD模拟，模型通常采用三维欧拉-拉格朗日耦合模拟，采用不同的湍流模型和颗粒模型。湍流模型包括雷诺平均法（RANS）、LargeEddySimulation（LES）和直接数值模拟（DNS）等。其中，RANS模型的计算速度较快，对流场的平均性分布进行模拟，能够定量预测流场气体的速度、压力和浓度分布，但无法模拟湍流尺度较小的细节；LES模型能够模拟湍流的大尺度结构，但计算资源较大；DNS模型最为精细，但计算量极大，很难应用于实际情况中。颗粒模型则包括动力学多相流模型、离散元模型和多尺度粒子模型等。
在TDM模拟中，通常采用各向同性的单元或散热壳来描述固体燃料的燃烧过程，在此基础上，建立反应动力学模型对燃烧过程进行刻画。反应动力学模型则包括简单化学反应动力学模型、化学动力学和化学-转移耦合模型等。其中，化学反应动力学模型是通过实验获得反应速率常数，并采用化学反应动力学方程组求解来描述燃烧反应过程。
总的来说，循环流化床锅炉燃烧系统的数值模拟研究，基于CFD模拟和TDM模拟，能够揭示该系统的流场分布和燃烧反应过程，为模型优化和工程设计提供理论依据。此外，数值模拟研究也提高了该技术的效率和安全性，促进了其在实际应用中的推广和发展。