湍流拟序结构对旋流煤粉燃烧NOx生成作用的研究

不仅湍流的时平均特性（例如湍流度），而且湍流的瞬态拟序结构也影响颗粒的运动、颗粒和气体组分的混合以及湍流化学反应率。申请人认为，可以通过改变剪切率等途径改变湍流拟序结构，来改变颗粒和气体组分的混合，从而控制旋流煤粉燃烧的氮氧化物生成。但是湍流拟序结构的作用机制目前尚不清楚。本项目于国内外首次提出用大涡模拟对此进行研究，揭示两相湍流拟序结构对煤粉燃烧氮氧化物生成的作用机理。申请人将采用所提出的NOx生成二阶矩亚网格模型,结合一定的亚网格湍流模型和颗粒运动的拉氏模型，对湍流煤粉燃烧污染物生成进行大涡模拟。与此同时建立旋流煤粉燃烧的低速小型实验装置,测量改变两相湍流脉动下的温度、组分浓度和燃烧污染物的浓度，用PDPA/PIV测量有燃烧时的两相速度和湍流脉动速度，观测拟序结构，检验模拟结果。研究结果将为寻求用湍流结构控制氮氧化物生成的技术，研制新型低污染煤粉旋流燃烧器提供理论依据。