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循环流化床锅炉燃烧系统的数值模拟研究的开题报告

一、研究背景和意义

循环流化床锅炉燃烧系统广泛应用于发电、工业生产等领域。燃烧系统的热效率、环保性能和稳定性直接影响到设备的运行成本和生产效率。随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，数值模拟成为分析燃烧系统流场、热场和化学反应过程的有力工具，能够为优化燃烧系统设计提供重要支持。因此，对循环流化床锅炉燃烧系统进行数值模拟研究，对提高燃烧系统的能效、环保性能和稳定性具有重要意义。

二、文献综述

目前，循环流化床锅炉燃烧系统的数值模拟研究已经有了较为成熟的理论和方法。国内外学者在此方面做了大量的工作，主要涉及到以下几个方面：

1.流场模拟

通过数值模拟方法，研究循环流化床床层内的流场分布、速度、压力等，进一步了解流态化过程中的物理机理。针对不同的颗粒物料、流化条件和床层结构等因素，采用不同的数值模拟方法，如欧拉-拉格朗日方法、欧拉-欧拉方法等。

2.热场模拟

该方向主要是针对循环流化床燃烧系统的热效率进行数值模拟。通过研究燃烧过程中热传递、热辐射和热辐射等因素对热效率的影响，进一步优化循环流化床锅炉燃烧系统的设计方案。

3.化学反应模拟

该方向主要是针对循环流化床锅炉燃烧过程中的氧化反应和还原反应等进行数值模拟。通过研究不同燃料、氧化剂和反应条件，进一步掌握燃烧反应的基本机理和特性。

4.环保性能模拟

该方向主要是研究循环流化床锅炉燃烧系统的废气处理技术和减排控制技术。通过数值模拟方法，分析不同排放标准下的废气特点和排放浓度，提高循环流化床锅炉燃烧系统的环保性能。

三、研究内容和方法

本文针对循环流化床锅炉燃烧系统的数值模拟研究，主要研究内容包括：流场模拟、热场模拟、化学反应模拟和环保性能模拟。具体研究方法如下：

1.流场模拟

通过采用欧拉-拉格朗日方法建立循环流化床燃烧系统的流场数值模型，通过计算掌握循环流化床床层内的物流特性、流态化机理和床层结构等因素。

2.热场模拟

通过建立循环流化床锅炉燃烧系统的热场数值模型，研究燃烧过程中热传递、热辐射和热辐射等因素对热效率的影响，进一步优化循环流化床锅炉燃烧系统的设计方案。

3.化学反应模拟

采用数值模拟方法，对循环流化床锅炉燃烧过程中的氧化反应和还原反应等进行数值模拟。通过研究不同燃料、氧化剂和反应条件，进一步掌握燃烧反应的基本机理和特性。

4.环保性能模拟

通过数值模拟方法，分析不同排放标准下的废气特点和排放浓度，并通过模拟研究循环流化床锅炉燃烧系统的废气处理技术和减排控制技术。

四、预期成果和意义

本文将会对循环流化床锅炉燃烧系统的流场、热场、化学反应和环保性能等方面进行数值模拟研究，预期结果如下：

1.具有良好的可视化效果，能够直观地反映燃烧系统的运行状态和特性。

2.能够提供重要的理论和实践支持，针对循环流化床锅炉燃烧系统的优化设计和性能提升，提供有力的科学依据。

3.在燃烧系统能效提升、环保性能优化和稳定运行等方面出现的问题，提供科学的解决方案和技术支持。

四、研究进度安排

1.确定研究方向和内容，查阅相关的文献材料，确定研究方法和软件平台等。

2.进行循环流化床锅炉燃烧系统的流场、热场和化学反应等方面的数值模拟。

3.进行循环流化床锅炉燃烧系统的环保性能模拟，分析不同排放标准下的废气特点和排放浓度。

4.最终形成论文写作，完成论文的撰写和终稿修改等工作。

五、参考文献

1.张永康，杨占同.循环流化床联合发生器燃烧特性的数值模拟[J].热能动力工程，2011，26（6）：741-745。

2.潘强，谢建峰，郭海云.循环流化床锅炉中V2O5对NOx生成的抑制效果[J].太阳能学报，2017，38（6）：946-951。

3.王宏波，蒲介明.循环流化床锅炉热工研究[J].电力技术，2013，6（3）：212-216。

4.王立，颜梦涛.循环流化床锅炉燃烧中颗粒气固三相流模拟[J].工程热物理学报，2014，35（4）：812-816。