加压富氧下煤粉燃烧过程的数值模拟.docx

加压富氧下煤粉燃烧过程的数值模拟
摘要
本文对加压富氧下煤粉燃烧过程进行了数值模拟研究。首先对模拟过程进行了详细的介绍，包括燃烧模型、物理模型、计算方法等。然后对不同压力和富氧量下的煤粉燃烧情况进行了模拟分析，绘制了温度、速度、浓度等参数随时间和空间位置变化的图表。最后对研究结果进行了总结，并提出了进一步研究的建议。
关键词：加压富氧；煤粉燃烧；数值模拟；燃烧模型；物理模型
引言
煤是我国主要能源资源之一，其利用对我国经济和社会的发展具有重要的意义。然而，煤的燃烧会排放大量的污染物，如二氧化硫、二氧化氮、颗粒物等，对环境和人类健康造成了很大的影响。为了减少污染物的排放，研究富氧燃烧技术是必要的。
加压富氧下煤粉燃烧是一种新型的燃烧方式，其基本原理是将空气和氧气混合供给燃烧，使煤粉在高压富氧环境下燃烧，产生高温高压的气体，以提高热效率和燃烧效率。为了更好地理解和优化这一新型燃烧方式，本文针对加压富氧下煤粉燃烧过程进行了数值模拟研究。
正文
1.燃烧模型
本文所采用的燃烧模型是多相反应流模型，采用k-epsilon湍流模型进行计算。在煤粉燃烧过程中，气固两相之间存在着传热、质量传递、化学反应等复杂的相互作用关系，因此需要采用多相反应流模型进行建模。在本文的研究中，煤粉燃烧反应采用单颗粒化学反应模型。
2.物理模型
本文所采用的物理模型是压力均衡模型。在加压富氧燃烧过程中，煤粉的燃烧会产生大量的气体，导致容器内部气体的压力变化。因此需要采用压力均衡模型进行模拟。
3.计算方法
本文采用了流体力学仿真软件Fluent进行数值模拟计算。首先对模拟数值进行离散化处理，然后使用计算流体力学算法进行求解，最后得到模拟结果。
4.模拟结果
本文模拟了不同压力和富氧量下的煤粉燃烧情况，并绘制了温度、速度、浓度等参数随时间和空间位置变化的图表。其中，压力对煤粉燃烧的影响主要体现在煤粉的着火时间和燃烧速率上。随着压力的增加，煤粉的着火时间逐渐缩短，燃烧速率逐渐增加。富氧量对煤粉燃烧的影响主要体现在燃烧温度和燃烧效率上。随着富氧量的增加，燃烧温度逐渐升高，燃烧效率逐渐提高。
5.研究总结
通过对加压富氧下煤粉燃烧过程进行数值模拟研究，本文得到了以下结论：
（1）煤粉燃烧反应采用单颗粒化学反应模型。
（2）采用多相反应流模型进行建模。
（3）采用压力均衡模型进行模拟。
（4）压力和富氧量对煤粉燃烧具有重要的影响。
最后，本文提出了进一步研究的建议：
（1）进一步完善物理模型和计算方法，提高数值模拟的精度和准确性。
（2）考虑煤粉物理特性和化学特性，优化煤粉燃烧过程，提高燃烧效率。
（3）研究加压富氧下煤粉燃烧的环境效应，开展相关环境评估工作。
参考文献
[1]王克钧,秦伟,王剑巍,等.加压富氧锅炉燃烧炉膛模拟计算与优化[J].锅炉技术,2018,49(11):46-50.
[2]王建民,张喜伟,周锋,等.富氧燃烧锅炉炉内温度分布数值模拟[J].机械设计与制造工程,2016,45(2):60-63.
[3]王琦,江德清,申龙飞.复杂燃烧过程的CFD模拟与分析[J].热力发电,2017,46(8):102-106.