煤粉无焰富氧燃烧的CFD模拟进展:关键技术与未来发展

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煤粉无焰富氧燃烧作为一种先进的清洁燃烧技术,近年来引起了广泛的关注。这种燃烧方式通过在高浓度氧气环境下实现煤炭的无火焰燃烧,可以同时高效地捕集二氧化碳并显著减少氮氧化物(NOx)排放,从而提高燃烧过程的稳定性及能源利用效率。计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)作为科学研究的重要工具,在这一领域扮演了关键角色,它提供了快速、成本效益高且数据详尽的分析手段,推动了无焰富氧燃烧技术的深入研究和发展。 该篇论文由成鹏飞、李鹏飞等人合作撰写,他们依托华中科技大学煤燃烧国家重点实验室以及四川大学和北京大学的专家团队,对过去十几年间煤粉无焰富氧燃烧的CFD模拟方法及其进展进行了系统梳理和总结。首先,论文明确了煤粉无焰燃烧的实验定义和数学模型,这包括对无火焰燃烧过程的精确描述和理论构建,确保了模拟的准确性和可行性。 接着,文章详述了煤粉无焰富氧燃烧的CFD模拟方法进步,可能涉及了燃烧模型的改进、网格生成技术优化、流动反应机理的完善,以及边界条件设置的精细化等方面。这些技术进步使得CFD模拟能够更精细地模拟复杂的燃烧现象,如热量传递、污染物生成和流动动力学。 在模拟研究方面,论文回顾了近年来关于煤粉无焰富氧燃烧的成果,包括燃烧效率提升、污染物控制策略、燃烧器设计优化以及实际应用案例分析等。这些研究结果为优化燃烧设备设计、提高能源利用效率提供了重要的理论依据。 最后,作者对未来煤粉无焰富氧燃烧CFD研究的方向进行了展望。这可能包括更高精度的燃烧模型开发、大规模三维CFD模拟的拓展、实时在线监测和控制系统的集成,以及结合AI和大数据技术进行预测性分析等方面。 这篇论文不仅总结了煤粉无焰富氧燃烧CFD模拟方法的研究现状,还为该领域的进一步探索提供了有价值的指导,对于推动清洁能源技术的发展,尤其是减少环境污染和提高能源利用效率具有重要意义。