本文针对研制低污染旋流煤粉燃烧器的实际背景，对旋流煤粉燃烧器内两相流动、煤粉燃烧和NO生成规律进行了数值模拟研究和冷态两相流动的实验研究。 在数学模型上，首次提出了NO生成的代数二阶矩湍流反应模型(AUSM)和简化的Solomon氮释放模型。 在实验研究上，用相位激光多普勒测速仪(PDPA)测量了旋流煤粉燃烧器冷态模型内两相流场，得到气体和颗粒速度、湍流度、颗粒浓度分布，阐明了浓缩器对煤粉浓度分布影响的规律。 在程序软件上，对原有的双流体煤粉燃烧程序加入作者提出的数学模型，并且进行了结构化重整，建立了可以模拟较大尺寸的燃烧炉的、鲁棒性较强的计算程序。 应用新的程序软件对旋流燃烧器内冷态两相流动、有反应两相流动、煤粉燃烧和NO生成进行了数值模拟。冷态流动模拟结果和PDPA实验符合较好，表明双流体模型是合理的。煤粉燃烧和NO生成的模拟结果和文献中实验结果的对比表明，AUSM模型比原有的二阶矩湍流反应模型更合理，简化的Solomon模型比原有的氮释放模型更合理。 用数值模拟探讨了二次风旋流数和一次风旋流数对NO生成影响的规律。研究结果表明，存在着使NO排放最低和煤粉燃尽率最高的最佳二次风旋流数，一次风旋流使NO排放增大。 用数值模拟进一步探讨了进口堵塞和加煤粉浓缩器对NO生成的影响。结果发现，一二次风之间加入堵塞或一次风内加浓缩器后，虽然堵塞或浓缩器的加入使湍流度升高，燃烧温度升高，但是使中心处煤粉浓度升高，形成贫氧燃烧，因此总的效果是显著降低NO排放。 上述研究结果可以作为研制低污染旋流燃烧器的理论依据。