粉煤炉内の熱伝達過程は主に放射が支配的であり、炉膛のサイズが大きくなるにつれて、粉煤粒子の放射寄与がより顕著になります。注目すべきは、粉煤粒子の燃焼率がその放射特性に重要な影響を及ぼす一方で、既存の多くの数値シミュレーション研究ではこの効果が無視され、粒子の放射率と散乱係数が一定とされています。これに対し、600 MW超臨界対向燃焼ボイラーを研究対象とし、計算流体力学（CFD）手法を用いて3種類の放射特性モデルが放射熱伝達予測結果に与える影響を比較しました。具体的には、定数モデル（放射率・散乱係数一定）、線形モデル（粒子の燃焼率に伴い放射特性が線形変化）、プランク平均係数モデル（プランク平均放射率および散乱係数に基づく）を含みます。研究結果は、気体及び粒子の放射を同時に考慮した場合に比べ、粒子の放射を無視すると炉膛のピーク温度が約300 K過大評価されることを示しました。粒子の放射を考慮した場合、プランク平均係数モデルと比べて定数モデルはバーナー領域の螺旋膜式壁の熱伝達量を約9％過小評価し、壁面の平均熱流密度ピークも約12.5％過小評価しました。一方、線形モデルはこのピークを過大評価する傾向があります。これらの発見は、粉煤燃焼の数値シミュレーションにおける放射特性モデルの合理的な選択の参考となります。

粉煤燃焼;燃焼数値シミュレーション;放射熱伝達;粒子放射特性