可计算得到燃烧器一次风速为15.3米每秒,风温为423K;上二次风速为17.3米每秒,风温为423 K;中二次风速为17米每秒,风温为423 K；下二次风速为21.4米每秒,风温为423 K。
提出一种单角炉直流煤粉燃烧器，并采用Fluent以及ICEM CFD软件模拟研究了该燃烧器在一定的一二次风喷口布置和一二次风风速的燃烧特性。这中间还包括速度场、温度场、氧浓度场、CO2、CO质量分数分布，一、二次风流线轨迹、颗粒轨迹和燃尽率。根据结果得出，一二次风直旋流射流以及风速的选择，整体炉膛的燃烧效果有很大影响。直流的二次风大幅度减少了燃烧器内的停留时间，对燃尽率有一定影响，单三个二次风口还是使得煤粉混合均匀燃烧效果良好。再者燃烧器的二次风的截面积一致但风速不同，使得燃烧有一定偏斜，下二次风并且在某些特定的程度上阻碍了重力的作用，让煤粉在燃烧器内停留的时间更长。
一氧化碳与二氧化碳的质量分布图，能够准确的看出，因为二次风的充分混合，燃烧器内的一氧化碳含量较少，煤粉的燃烧情况相对来说比较好。仅在一次风沿轴线后一点，氧气浓度较低，存在不完全燃烧。而二氧化碳自煤粉燃烧过后，含量逐渐上升，并在煤粉燃烧完全后，在燃烧器的中后部达到稳定。以下为CO及CO2分布。
同样根据表中数据，将空气干燥基转换为干燥无灰基，计算得到的干燥无灰基中碳的质量百分含量83.336，氢的百分含量6.657，氧的百分含量7.735，氮的百分含量1.308，硫的百分含量0.96。计算出煤粉的干燥无灰基的低位发热量是3.08e07。
水力直径为四倍面积除以周长，计算得到一次风的水力直径是0.021米，二次风的尺寸是一样的，水利直径均为0.024米，出口截面的水利直径是0.412米。
根据上述一系列条件的设置，利用Fluent进行模拟。得到该燃烧器的燃烧特性如速度场、温度场、氧浓度场、CO2、CO质量分数分布，一、二次风流线轨迹、颗粒轨迹进行了数值模拟,并统计了颗粒跟踪情况如停滞时间和燃尽率。
一次风煤粉气流首先着火燃烧,沿轴线在燃烧器出口不远处开始形成高温区。由于二次风的助燃作用以及对煤粉与气流的组织和混合,使得燃烧高温区逐渐扩大。高温区后，由于喷口的位置布置原因，温度比较均匀且出口温度低。
氧气摩尔质量分布图中，在靠近风口的地方，氧气的浓度比较高。当燃料和氧气发生反应消耗氧气时，氧气浓度逐步下降，在燃烧器后面长期处在一个低氧状态。有速度场可看出，因为气流之间是有相互作用的和燃烧的进行，速度场逐步变小。情况如下图图12所示
本次模拟采用Realizable k2ε模型计算气相湍流模型,采用随机轨道模型计算颗粒的运动轨迹,采用混合分数Π概率密度函数(PDF)模型模拟湍流气相燃烧,采用双平行反应模型模拟煤挥发分的热解过程,采用动力2扩散控制燃烧模型模拟煤焦的燃烧,采用P1模型计算辐射传热。
计算守恒方程采用控制容积法,使用差分格式进行对流项及扩散项的离散。对于离散方程组的压力和速度耦合采用SIMPLER算法求解,求解方程采用逐线迭代法及低松驰因子,收敛标准各余项小于0.001。（来源：数值计算与工程仿线.计算工况
计算采用的煤种煤质特性分析示于表1。颗粒按初始粒径分布划分为10组,满足Rosin2Rammler分布公式,粒径范围为10～250μm ,平均粒径为50μm ,分布指数为1.5。
单燃烧器卧式炉煤粉燃烧器结构如下图图1所示（来源：作业三文献）。该燃烧器工作原理为：一次风煤粉气流：二次风分为三个入口,两个入口在一次风上方，一个入口在一次风下方。因为一二次风均为直流，能维持射流的刚性,保证煤粉火焰在炉内的穿透深度,且同一个平面上的一二次风口采用了分级配风的方式。此设计推迟一二次风的混合，适用于煤的低挥发分的特性，有利于煤粉的着火。同时保证了二次风量充足，空气和煤粉混合良好，能够保证煤粉完全燃烧。由结构图可知，炉膛在纵向截面上的分布尺寸比较大，远大于风口截面的尺寸，所以煤粉的中心火焰在离喷口前端不远处（来源：锅炉原理）。
燃烧室的具体尺寸由上图可得，其长宽高分别为4、0.35、0.5（单位：m），而燃烧室的一次风二次风进口以及他们的具体尺寸可以由下图图2表示：
为了正确计算燃烧器喷口附近的空气动力特性,在此区域网格进行细分。即以四个喷口为基准把截面分成了10个区域，区域显示图如图3所示。计算网格示于图4-1,4-2（ICEM CFD上显示以及Fluent上的网格显示）。（来源，教程ICEM网格划分）
1.参数设置好后，在不进行颗粒迭代的情况下（冷态计算），计算98次流场的结果如下图图5所示：
2.加入煤粉颗粒，进行颗粒迭代，设置点火温度后，计算4300步的炉膛燃烧结果如下图图6所示：
如下为一、二次风流线轨迹、颗粒轨迹图，由于一次风和二次风均为直流射流，没有旋流，因此图中的流线图都是与前壁面垂直入射的。一次风处于中间，受二次风的影响比较小，故流线图比较整齐；而二次风受到一次风的影响，方向上有较大的偏差。且因它有混合扰流作用，所以从喷口出来的一段距离流线紊乱。
摘要：设计并模拟一种单燃烧器卧式炉煤粉燃烧器。该燃烧器采用一次风二次风分级配风方式对炉膛内煤粉进行燃烧。本文基于计算机辅助技术（ICEM CFD及FLUENT等）对该燃烧器燃烧过程进行燃烧仿真数值模拟，对温度场做多元化的分析，检测各组分浓度场和一二次风流线，获得了如下结果。
