本文是国家高技术研究(863计划)项目“低环境负荷型水泥及胶凝材料关键制备技术”(项目编号:2002AA335050)的子课题“高原型新型干法水泥生产工艺特性的研究与应用”中新型燃烧器的数值模拟部分。燃烧器作为提供热源的装置,其性能的研究是水泥行业发展的关键。对其进行计算机三维可视化仿真的工作还是初级阶段,有不少问题没有得到合理的理论支持,致使回转窑燃烧器的制造和使用都处在经验化阶段,借助CFD技术对其进行研究是水泥工业发展节能降耗的迫切需求。因此,本文根据燃烧器的几何结构参数,利用CFD商业软件Fluent对新型多通道燃烧器在窑内燃烧时气固两相流动及煤粉燃烧进行了数值模拟。课题的研究目的是掌握多通道燃烧器结构参数影响的规律性、热模流场及污染气体分布,为新型分解一预烧系统的燃烧器设计和改造与使用提供理论依据,从而达到指导国内燃烧器开发改进及将该系统进行工业化生产实践的目的。本文介绍了运用Gambit对燃烧器结构进行精确三维建模和网格划分时的方法及注意事项,结果表明:逐步填入法和局部细化法等多方法的结合是一套优化复杂结构建模的方案。同时对旋流参数的设计及计算结果进行了分析,结果显示该新型燃烧器具备多个回流区的特点,旋流角的存在能提高煤粉燃烧率和热效率。文中根据模拟结果分析了本结构运行时窑内速度场、温度场、组分场等形成规律及污染气体排放的机理,比较了影响结构设计的各参数对流场的影响,得出最佳工况为旋流风速160m/s、直流风速240m/s、煤风质量流速0.97m/s,最佳旋流角度为25°,同时说明了该结构具备低污染物排放和燃烧低劣煤的特点。本文的创新点在于:(1)首次用Gambit对复杂燃烧器.窑系统结构进行建模,在燃烧器的精确建模方面取得了突破,减少了近似建模处理对数值模拟结果的负面影响。(2)首次尝试应用CFD技术对燃烧器不同结构和运行参数,如旋流角度、各风道风速进行比较模拟,并对结果进行了分析。使得用数值模拟方法对结构参数进行全面研究有了突破性进展。(3)首次在Fluent中成功的加入了各煤粉燃烧时的化学反应,实现了对主要污染气体Nox、CO形成机理的研究,有效地提高了数值模拟的计算精确度。模拟结果十分吻合实际生产情况,这也验证了数值模拟在水泥行业应用的可行性,为今后运用CFD技术去指导燃烧器的设计和使用提供了理论依据。