火力发电是重要的发电形式。燃煤锅炉是火力发电厂运行的核心设备,其主要以辐射传热的方式传递能量。利用热力学第二定律分析燃煤锅炉炉内辐射传热过程可以为燃煤锅炉炉内辐射传热提供科学合理的准则,保证辐射传热效率,节约能源。本文参考燃煤锅炉实际情况,通过数值计算以及实验研究的方式,在一维、二维系统内进行了辐射熵产研究,具体工作如下:首先,在一维煤粉燃烧介质中对比了非灰模型与灰体模型对辐射熵产的影响,结果表明灰体模型会对辐射熵产计算造成明显误差。并分析了非灰颗粒介质以及非灰气体介质对辐射熵产的影响,结果表明:对于颗粒介质,燃尽率为100%时对应的辐射熵产明显小于未燃尽时的对应辐射熵产;随着粒径的增大,辐射熵产不断减小。对于气体介质,随着气体浓度、温度、压强的增加,辐射熵产不断增加。然后,在一维燃煤锅炉辐射熵产数值计算中,分别研究介质浓度、过量空气系数、一次风温、二次风温对燃煤锅炉炉膛中辐射熵产的影响,主要结论:当飞灰浓度较小时,随着碳黑体积浓度的增加,辐射熵产减小,辐射熵产数增大;当飞灰浓度较大时,辐射熵产以及熵产数随碳黑体积浓度变化较小。随着过量空气系数的增大,炉内辐射熵产不断减小,辐射熵产数不断增大。一次风温对炉内辐射熵产以及熵产数影响不大。随着二次风温的增大,炉内辐射熵产以及熵产数随之增大。最后,结合辐射反问题的求解结果,利用实验研究以及数值计算的方法对燃煤炉膛三个高度截面的辐射熵产进行了研究。结果表明:三个高度截面的局部辐射熵产呈现中间低,接近壁面处高的分布状态;随着炉膛截面温度不均匀性的增加,温度均方差不断增加,介质辐射熵产以及熵产数随之不断增加;随着炉膛截面辐射热流的不断增大,壁面辐射熵产以及熵产数不断增大。