本刊记者　李明丽

　　
　　缪正清，上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所副教授。1985年、1988年、2004年先后毕业于西安交通大学能源与动力工程学院电厂热能动力工程、热能工程（锅炉）与动力工程及工程热物理专业，获工学学士、硕士和博士学位（在职）。1988年分配到上海交通大学能源系。1988年、1991年、1995年先后任助教、讲师和副教授（破格晋升）。2001年作为高级访问学者，在加拿大Queen’s University 先进气体燃烧技术中心工作一年。长期从事煤粉锅炉、循环流化床锅炉、链条炉排锅炉的煤燃烧、气固两相流、射流力学等方面的教学和科研。坚持专业研究中的理论探索方向，在采用经典数学物理方法结合现代计算数学解决锅炉重要技术基础理论方面多有创获。解决了工程应用中的一批技术难题。发表专业论文60余篇，其中，被SCI、EI收录论文20篇。1987年以来，申报专利15项，其中获得授权发明专利和实用新型专利各6项。负责完成企业各类锅炉技术改造项目近百项。合作项目获陕西省电力公司科技进步奖一等奖与北方联合电力公司科技进步奖一等奖各1项，获内蒙古自治区科技进步奖三等奖1项。
　　锅炉——包括工业锅炉与电站锅炉，是世界各国热能与动力工业的重要装置。我国以煤炭为主的能源结构，使我国的燃煤锅炉在世界上具有最大的规模。据统计，2012底我国工业锅炉(小型锅炉)总数达到近60万台，电站锅炉(大型锅炉)相应的火电装机容量已经达到8.1亿千瓦。2012年我国原煤产量36.5亿吨，其中的三分之一和二分之一分别被用作工业锅炉与电站锅炉的燃料。虽然锅炉技术不断进步，但仍然存在不少问题：燃煤工业锅炉性能差、效率低、污染严重；大容量电站锅炉会因煤质变差产生炉膛结焦、灭火、超温爆管、高温腐蚀等安全事故。上海交通大学副教授缪正清密切关注锅炉行业的这些重大问题，从中归纳提炼出研究课题，纳入教学与科研之中，深入开展理论研究，取得了多项显著的研究成果。
　　理论研究通常分两种方法，一种是经典的数学物理建模——主要通过抓住问题的本质，经过适当模型简化，建立常微分方程(组)进行求解，另一种是基于对通用本构偏微分方程组在时空网格离散后进行求解。一般把前者简称为经典理论方法，后者简称为通用数值模拟方法。缪正清认为，传统的数学物理方程限于分析解，因此，限制了它的应用范围也影响了它的使用价值，然而，随着计算机的普及，现今数学物理方程都能简单地得到数值解，若与计算机结合，形成“数学物理方程化后的计算机求解研究方法” (简称“数学物理方程化的研究方法”)，经典方法也可以大展身手。沿着这一思路，锅炉领域里以往尚无理论化或者理论尚未完善的重大课题，成为他着重收集的对象。在层燃锅炉、电站煤粉锅炉、循环流化床锅炉等技术领域进行的研究中，他都使用了这一方法。
　　
传承火床锅炉强化燃烧技术
　　
　　缪正清的硕士导师黄祥新教授是上世纪50年代前苏联专家培养的新中国锅炉专业少数几位研究生之一。黄教授重点研究工业锅炉燃烧的强化，曾承担国家六五“链条炉炉拱结构与二次风技术的研究”及七五“链条炉炉排结构特性的研究”等科技攻关项目，在新型炉拱与炉排的理论与结构研究方面取得了重大的突破。其中，“链条炉炉拱结构与二次风技术的研究”1987年获得国家科技进步二等奖，为改变我国工业锅炉燃烧技术长期落后的面貌作出了重要贡献。1985年至1994年，缪正清跟随导师进行工业锅炉炉拱的研究与改造。导师理论与实践相结合的研究方法、不断刷新研究思路、百折不挠、持之以恒的研究态度、只求学问、不计个人得失的高尚品德，深深地影响了他。在导师的指导下，他针对工业锅炉强化燃烧问题，开展了包括炉拱区的流动模型、炉拱的混合特性、炉拱结构与拱区传热模型、炉拱结构最优化、风室内流动模型等问题的研究。系列论文先后发表于《动力工程》《工业锅炉》《热能动力工程》等杂志上。《多驻涡消烟炉拱》1988年获得国家实用新型专利。他负责主持的炉拱强化燃烧改造项目数十个，锅炉容量从2～40t/h，用户分布在陕西、山西、河南、江苏、浙江、上海、山东、江苏等地，改造效果非常显著。
　　面对一个个成果，缪正清说，这都是继承了黄老师的研究。他还记得黄老师说过的一句话“工业锅炉的问题毕竟影响小，如果能处理好电站锅炉的问题，才有更大的意义”。导师这种强烈的责任感深深地影响了缪正清。这些话也成为他此后选择课题的重要导向。1995年以后，他开始投入电站锅炉科研的探索与实践。
　　
挑战大容量锅炉的流量偏差计算方法
　　
　　在大容量电站锅炉技术中，确定其过热器、再热器并联管组内的流量分布难度较大，然而随着锅炉容量的增加和温度、压力参数的提高，流量分布的精确计算越来越迫切。同时也涉及到工程流体力学和锅炉水动力学中的基础问题。1996年缪正清开始进行这一课题研究。
　　通过考察现有锅炉集箱并联管组流量偏差计算的标准方法，他基本摸清了标准方法存在的缺陷。他认为：分配与汇集集箱间静压差是决定并联管组流量分配与流量偏差的重要因素。以端部引入的分配集箱为例，现有标准(前苏联标准、中国标准)计算集箱内静压分布基于两个条件：其一，集箱任意位置处蒸汽的速度、静压与集箱进口端蒸汽的速度、静压之间的关系。由于进口参数为已知值，因此，这一关系实际上给出的是集箱轴向任意位置上轴向速度与静压之间的约束关系。其二，假定集箱内轴向速度呈线性变化。据此，似乎就可以轻易得到集箱内静压的分布，进而，不论多么复杂的并联管组系统的流量分配与流量偏差问题都能通过简单代数运算得出，但是，工程应用中频繁出现的大机组锅炉超温问题与爆管事故，引起了缪正清对标准的思考。经过仔细分析，他指出标准的处理方法存在理论上的缺陷。他认为，标准的第一条中的方程不管其采用能量方程(前苏联标准)还是动量方程(中国标准)导出，最终都是通过实验确定其修正系数，而使其符合实际，所以，这一关系是正确、可靠的(只是不同方法造成方程形式的繁简差异很大，对于能否理论求解关系亦甚大)，但是，第二条的假定本身不符合实际，同时，这样得到的集箱内压力分布，其实是一种并联支管均匀分配时的情形。以不变的静压分布概括实际变化的各种静压分布，这就是现有相关的标准(前苏联标准、中国标准、美国某公司标准同样直接给出一条固定的静压分布曲线)的通病。
　　缪正清相信，集箱静压分布不是孤立的，它不仅与集箱结构密切相关，并且还受到整个系统的制约与影响，因此，他尝试通过建立全部变量满足的联立方程组来求解。如何建立这样的封闭方程组，方程组列出后，采用何种方法才能求解成为一段时间里他反复思考的问题。他保留标准合理的第一条能量方程，摒弃标准的第二条假定，寻找新的解决方法。面对大机组过热器、再热器连接于集箱上数以千计的并联支管，即使仅仅建立并联支管与集箱连接处的代数方程也可能达到上万个，虽然，直接采用计算机求解也不是很困难的事情，但是，他还是想尝试先走理论分析路线，如果走不通，再退回来。
　　他注意到两个情况，一方面，速度、压力值在集箱轴向呈离散数值分布，另一方面，从总体上看，集箱轴向管排数量较大，可以看作密集排列。他联想到数学上只有变量分布连续化的问题才能应用微积分，而高等数学中的“中值定理”可以将离散分布函数转变成近似的连续函数。于是，他采用中值定理，将集箱内静压与轴向速度、以及各屏流量沿着集箱轴向离散分布的问题作连续化近似。这样，数学上的“微元段”概念被他放大到沿着集箱轴向包含若干个屏片的物理“微元段”长度——他认为数学上最重要的不是复杂的推导，而是如何真正理解与应用基本的概念。微元段概念本来就是对实际有限短长度的一种抽象，微元段的长度是相对的，不认识这一点，高等数学就不能用、不敢用。考虑到同屏各支管由于长度、结构差异大、数量又相对集箱上屏片数少，故他并未将其作连续化处理，仍然按真实的离散模型处理。这样，对包含若干屏片的微元段控制体，建立了轴向与径向的质量平衡、能量平衡的常微分方程组。其中沿着集箱轴向模型为连续模型，而同屏与集箱相连处的各支管进、出口速度为离散模型。在这一工作过程中，他对相关的方程表达式的来龙去脉进行了全面的梳理和研究。最终选择了精度高、形式又简单的集箱轴向能量方程，同时，边界条件采用了代数量表达，因而，面对十分复杂的管组系统宏观上的三维(三个方向)流动，仍然获得了严格的分析解，并且，分析解统一地适用于双向引入、引出的7种典型的集箱连接方式(L型、倒L型、Z型、U型、J型、倒J型、H型布置)的带屏结构、屏内蒸汽被加热等接近真实的问题。据此分析解，可以替代现有计算标准给出的这7种典型布置流量偏差的计算公式，实质性地改进了现有标准方法，推进了集箱与并联管组水动力学的发展。
　　试验台实验结果也很好地验证了缪正清的理论分析解，而前苏联水动力计算标准、美国某公司标准及我国水动力计算标准对同样试验条件的预测结果与实验结果差距明显偏大。
　　2000年，缪正清为西安热工研究院分析国内首台700MW机组锅炉三级过热器流量偏差，运用他的集箱并联管组流动理论模型分析解、结合前述三种计算标准，计算对比表明，他的模型预测结果与实际由于流量偏差引起的热偏差情况完全相符，前苏联标准预测次之，美国某公司标准由于引进过多的约束假定，因此，导致最大流量偏差与实际结果严重不符。在开展集箱水动力研究的同时，缪正清还以第一发明人获得改进集箱流量分配与汇集均匀性的发明专利2项。
　　然而他并不满足于这些已有的成果。他说这是一个引人入胜的课题。他深知这类经典水动力问题，仍然充满着勃勃生机……
　　
解决集束燃烧器射流基础理论
　　
　　集束射流燃烧器指一个喷口平面上有相距较近的多个可燃气体喷口与助燃空气喷口组成的燃烧器。将单股大流量射流分解为多股射流有利于充分利用射流的卷吸能力，加速气体的混合与燃烧，因此，这类燃烧器广泛应用于不同的领域。例如，在飞机推进系统中，以降低排气噪音、增强推力，应用于冶金炉的大型喷枪以提高加热速率，在工业炉中降低氮氧化物生成等。随着我国天然气应用的扩大，这种燃烧器将有着广阔的前景。
　　2000年，缪正清受学校公派赴加拿大皇后大学机械系先进气体燃烧技术中心进修。在分析了中心Grandmaison教授提出的两股轴线在同一个平面内的强射流/弱射流作用的数学物理模型之后，他改用微分方法获取了弱射流轨迹方程，相对于Grandmaison教授复杂的隐式积分方程，他的微分方程是简单的显式方程。这一工作立即引起了两位国外导师的重视，并给以满意的评价，激发了他进一步研究的热情。他了解到真实的燃烧器是7股天然气与7股空气射流的组合，布列在一个环形的喷口平面上，彼此之间呈空间关系，而现有模型局限于两股平面射流，且由于两股射流动量相差悬殊(40倍),所以，实际处理时，只考虑了强射流对弱射流的作用。如何去处理多股、且相互呈空间作用的多射流的轨迹问题，显然，这是摆在缪正清面前的极富挑战性的好题目。但那时能否解决这个问题，他也没有把握，只能试着看。
　　面对复杂的问题，他首先考虑的还是研究方法。积分方法研究一股射流的轨迹已经很复杂了，如果再应用于多射流，可能复杂得无法进行，而微分方法由于其简单性可望进一步拓展到复杂的多射流轨迹研究。
　　射流集总参数条件下，其轨迹的切向与射流动量流率矢量一致。所以射流轨迹问题可以转变为动量流率矢量的变化问题。而射流微元段动量流率的变化等于射流微元段卷吸质量流率及其外流场流速的乘积，因此，如何计算指定射流微元段周围由所有其它射流在该处形成的总的合成流场就成为多射流轨迹研究的关键。流场能否合成？如何合成？理论依据何在？他想起了势流合成理论——只有满足势流条件的流场才能进行流场合成。他在对射流与射流外卷吸流场作分析后，认为射流边界内的核心区，速度梯度大，粘性效应大，即为有旋流动区(在集总参数法简化下，这一区域被简化成射流的中心线)。而射流边界以外的影响区，粘性效应小，可以近似为无旋流动，亦即势流。在多射流流动中，射流在会合之前，射流核心区一般小于射流之间的间距，因此，他提出了多射流势流区的卷吸流场合成原理。据此，就解决了每一股射流周围流场的计算方法。
　　以此关键问题的突破为基础，他先后解决了两股非共平面强射流/弱射流的轨迹模型、两任意动量流率比射流分散布置时的射流轨迹模型，以及任意多股射流环状集束布置这一真实燃烧器射流轨迹的理论模型。模型得到了文献和他建立的试验台的实验验证。理论模型可为具有该类射流特征燃烧器的流动、混合分析与工程设计提供重要的理论基础。
　　
揭示旋流燃烧器射流基本规律
　　
　　旋转射流流动复杂，而应用广泛。从自然界飓风的形成、到大型客机的驱动、以及工业上各类旋流燃烧器的工作它都是主角。旋流射流燃烧器指从环形喷口高速喷出的气流呈螺旋运动的一类燃烧器。国际上该方向研究文献汗牛充栋，然而100多年来在经典流体力学中仍然缺少反映其螺旋运动特征的简单的数学物理描述。作为教学过多年锅炉原理的教师，缪正清感到这理应是一项具有经典意义的工作，而对于十分重要的燃烧流体力学领域，缺少这一研究，太不正常了。于是，他心存此想十多年，但是一直感到无从下手。2001年，他在加拿大皇后大学研究成功受卷吸作用的集束射流轨迹物理模型后，尝试研究旋转射流轨迹问题。在皇后大学先进气体燃烧中心，Grandmaison教授告诉他中心资料室藏有大量射流文献，他从中心复印了400多篇文献，从中找出了旋转射流文献28篇。但是，没有一篇是研究旋转射流空间轨迹的，这使他更坚定了这一选题的意义。开始想借鉴他研究集束射流轨迹的方法，研究旋转射流。模型建立后，因为无法验证，工作就放下了。2002年回国，建起旋转射流实验台，发现模型预测无法接近实验结果，于是改变思路，推倒重来。这一次，直面旋转射流环面连续的事实，提出了将连续的环面射流分割为一系列作螺旋运动的微束螺旋射流，然后将局部分析法与整体分析法相结合，选择其中一个微束螺旋射流，并在其上面取一个微元段作为控制体进行受力分析的方法，建立其轴向方程与径向方程，又将旋转射流整体分析中动量矩守恒结果分解给微元段，得到其切向方程。但是，起初数学模型求解出来的结果与自建的实验台上的实验结果还存在明显差异，经过反复思考，发现导致差异的原因，可能是由于忽略了由射流主流引起的、定义在射流边界外空间的流体旋转能量，于是，又在切向方程中引进动量矩耗散系数后再应用动量矩原理，之后再通过理论预测轨迹与实验实测轨迹的比对确定了该耗散系数。如此，经过反复尝试，终于建立了反映旋转射流运动本质特征的微束螺旋射流轨迹的常微分方程组。这一研究的成功，他说来自几方面的机缘巧合：多年专业教学中对旋转射流问题累积的困惑、采取了基于旋转射流微束微元段的受力分析入手以及基本力学原理构建起微元段三维运动方程框架、在子模型中引进前人的经典工作(Chigier，Maier 等关于旋转射流卷吸系数的研究成果)、模型的修改工作(定义动量矩耗散)、三维显示软件Tecplot。
　　提出研究旋转射流轨迹这一科学问题是基于其为旋转射流基本现象和特征；从整体旋流中聚焦螺旋射流微束及其微段控制体、采用受力分析法，这是力学问题的基本研究方法，也是通往获得旋转射流三维运动力学方程的必经之路。虽然，由此获得了三维运动的控制方程，但是方程仍然需要子模型的支撑，或者可以这么说，到此，就像建筑仅仅解决了设计问题，而使其完成建筑工程的是支撑三个力学方程的具体实现。后者，恰恰是借助了前人的基础工作——关于旋转射流流场特性、卷吸系数等经典研究结果到这一研究之中——从而最终使得研究得以贯通。
　　这一旋转射流基础特征问题的理论模型，不仅对于深刻认识旋转射流的流动物理规律具有基础理论意义，而且可为工业燃烧器的良好设计与运行提供理论指导。因为模型反映整体特征，因此，其形象性也十分有利于教学。
　　
突破煤粉直流燃烧器射流预测难题
　　
　　世界各国火力发电锅炉主要为煤粉燃烧，煤粉锅炉中，采用直流燃烧器和旋流燃烧器两种方式。在我国以直流燃烧器四角布置方式为主。由于炉膛组合射流的复杂性，数十年来，国内外基础的射流理论没有发展出适用于煤粉炉燃烧器射流相互作用的实用性理论，而无法对燃烧器射流工况进行科学预测，造成锅炉燃烧器射流设计至今仍然主要依靠相似模化试验的现实。由于理论的滞后，导致国内外一些电厂锅炉由于偏离设计煤质引起锅炉燃烧不稳定、结焦、甚至灭火现象发生，严重影响机组运行的安全性与经济性。而近年来，对锅炉燃烧NOx排放实施环保标准，也对燃烧过程提出了更高的要求。尽管最近几年，计算流体力学的商业软件CFD逐渐应用于锅炉炉膛的流动、燃烧与传热计算，使得锅炉射流空气动力学获得较快的发展，但是，其基于偏微分方程组在数百万个网格上的离散求解方法、昂贵的商业软件平台运算条件、热态计算耗时数十小时的复杂性，限制了其成为工程技术人员的日常工具。究竟能否找到这一复杂而重要问题的简化理论，使其理论过程透明化、工程应用简单、实用化，在经过十多年教学积累后，2001年，缪正清开始尝试这一理论的攻关。
　　凭着扎实的数理基础和对直流燃烧器射流本质的认识，他把研究集中在燃烧器区域的射流上，并提炼出三个物理模型：射流相互撞击作用模型、燃烧器区域残余旋转气流作用模型和同角射流组两侧补气条件差作用模型。同时，他认为这一区域的射流，在相互作用之前，射流特征明显，因此，理论上可以对射流采用集总参数法，将射流的沿途动量集中到射流的中心线上，这样，射流微元段的动量方向与轨迹的切向重合，从而把研究射流空气动力学转变为研究射流中心的空间轨迹问题。他在直角坐标系内建立了射流微元段在三个坐标轴方向的动量微分方程，通过射流微元段的动量方向与轨迹的切向重合关系，最终建立起了射流轨迹的非线性常微分方程。微分方程采用离散数值求解后用三维显示软件将解转变成直观的空间图像。近200个方程、每个方程自变量近百个离散节点数的计算，也只需1-2秒时间。这一研究从理论模型构建、修正到模型程序化缪正清花了3年时间。依靠这一理论，可以预测一次风(煤粉风射流)与二次风(空气射流)燃烧器射流轨迹，借此也发现了一大批锅炉存在一次风不同程度刷墙的实际运行工况，并可籍此说明，锅炉煤质变化后可能出现的燃烧效率差、燃烧不稳、灭火、结焦、高温腐蚀、甚至锅炉爆管等问题的空气动力原因。也可以用来进行燃烧器射流组织的设计、防止前述问题与事故的出现。
　　在此基础上，缪正清开发了切圆燃烧锅炉炉膛组合射流全三维运动轨迹模拟软件(TFJT)，并在美国原CE公司90年代切圆锅炉燃烧技术CFS-I型、CFS-II型基础上提出了新型的CFS-III型燃烧技术，克服CE技术火焰近壁燃烧引起结渣与高温腐蚀倾向的缺陷。这一燃烧诊断理论与燃烧组织方式对于锅炉燃烧器运行优化与技术改造具有很大的指导作用和实用价值。2003年以来，在他负责的20多台100MW—300MW电站锅炉的燃烧器改造工程中，每一台锅炉从改造前炉膛空气动力工况的诊断到燃烧器整体格局的调整，都应用了这一理论模型及其软件的预测，彻底改变了以往燃烧器改造只能作局部微调，而不敢大动作改造的被动局面。在行业中，几十年来有一种普遍的担心，这就是：对燃烧器安装角度的任何微小改动都将给炉膛运行工况带来极大的风险。而他及其改造团队依靠理论的预测，充分控制了改造的风险，对于20多台电站锅炉的改造根据需要都作了较大幅度的燃烧器射流方向的改造。改造取得了良好的效果。他说，电站锅炉改造只能成功，不能失败。一台电站锅炉改造的成败给发电企业带来的影响是正负几个亿。是理论给他从事高风险的工作壮了胆撑了腰，也让他更坚定了走工程难题理论探索方向的信念。
　　
破解循环流化床气固两相流经典难题
　　
　　当今大型循环流化床锅炉已走向技术成熟阶段，发展大容量、高参数（超临界）循环流化床锅炉已经成为洁净煤技术发展的主要方向之一。但是循环流化床技术的成熟就像煤粉炉发展所走过的道路一样，必然有赖于基础理论研究的支撑。
　　循环流化床这一先进与环保的燃烧方式，是从化工流态化的研究中转化而来，其基础研究已有近百年的历史，在锅炉中的应用也已40多年。但是，由于气固两相流动的高度复杂性，即使不计计算成本，要寻找到基于复杂的本构偏微分方程组至今都极为困难，因此，导致循环流化床两相流动基础理论研究的进展仍远远落后于工业技术发展的现状。
　　鉴此，缪正清长期关注循环流化床锅炉炉内气固两相流动特性的研究，并在积累多年的理论思考之后，于2002年着手尝试循环流化床锅炉重大理论难题——循环流化床锅炉主床空隙率分布及其静压分布预测的理论。
　　一如他以往的研究，他并不沿着前人的研究思路走，而是像他从事教学工作一样，从最基本的现象出发，最基本的物理分析入手。他说这是最正规的研究方法。这一研究方法得益于多年的教学。他认为，经典教科书是对科学史上有重大影响的重要基础研究工作最精要的凝练，因此，教材表层是知识，深层含方法。教材也是科研最好的范本，切不可轻视。力学问题的研究可谓广大无边，不可胜数，但是，力学研究共同的方法，离不开受力分析与牛顿定律。大学物理的处理方法，表现为从微过程出发，并采用微积分。
　　因此，当缪正清面对循环流化床内气固两相流这一世界性学术难题时，他紧紧抓住了隔离体受力分析法——对这一方法的理解与重视，他说要特别感谢他的中学物理老师钱景珊、孙坤保等先生(前述射流力学、集箱流动分配等涉及力学问题的解决他也都以此为分析的切入点)。他基于循环流化床内颗粒运动的环核结构，提出了一维分相、分区微层控制体气固两相流动物理模型，根据受力分析与最基本的牛顿第二定律分别建立了微层内颗粒相和流动气相的力学方程。进而，透过量级分析发现，流动气相方程与颗粒相方程总体上分别呈数量级悬殊(相差三个数量级)的小量级方程与大量级方程，小量级的气相方程中还存在着大量级项差构成的对小量级项的影响。同时发现，流动气相方程属于计算数学上的“病态方程”——巨量级变量差等于微量级变量的方程、而不能直接采用计算机差分求解的疑难问题。由此，他发现了以往学术界种种直接求解该方程的努力无果的症结。国际流态化专业领域里将此列为“复杂性问题”也与该问题的长期无解有关。
　　从流态化问题提炼出微分方程后，又看出其中包含的数学难题，缪正清说他是突然想起了16年前他的研究生计算数学老师邓建中教授在课堂上讲授的病态方程概念及其处理方法。后者即为，要么把巨量级变量差转变成两个微量级变量之和，要么把巨量级差转变成两个微量级变量之差，这样的方程在通过差分化后用计算机进行求解时，算法才是稳定的，否则，即使是高精度的计算机也无法求解这类“病态方程”!
　　沿着数学方法指引的变通之道，开始回归到寻找转变物理方程的出路。缪正清结合气固两相流物理分析，将气相方程中大量级差直接用小量级的余项表示。后者又引进流态化领域著名的Lewis 压差公式的形式，其中的特征量——虚拟颗粒直径通过颗粒浓度分布的极限状态分析及其另一著名的King 公式间接确定。
　　经过三年高频度的反复探索，他终于基本摸清了循环流化床气固两相作用的复杂力学机制，建立了基于分相动量方程的循环流化床空隙率轴向分布理论模型，从理论上解决了以往只能通过实验数据拟合才能得到的循环流化床空隙率轴向分布和炉膛静压分布。这项研究解决了困扰国内外学术界数十年的循环流化床锅炉技术中的一项关键理论。论文研究与写作经不断完善，于2010年始发表，前后持续9年之久。该理论不仅获得实验的验证，同时也在大容量循环流化床锅炉实炉改造工程中获得应用与检验。
　　在循环流化床锅炉这一重要的研究方向上，他还研究了风帽、U型回料阀、炉膛磨损等方面的科学问题，理论上都有新的发现。《组合循环流化床锅炉》2005年获得国家发明专利授权，其沿着炉膛高度的多级凸台结构因具有较好的防磨作用，现已得到工业应用。
　　他说，学术之本在质量而不在数量，我们国家最大的优势是庞大的科研工作者数量，所以，我国科研工作者的学术态度应该更加重视学术质量。因此，尽管他研究多个方向，但是尽量把发表论文数量压缩到最少。他说，这种保守的观点传承来自他的老师。
　　
致力国家锅炉燃烧改造
　　
　　随着锅炉的大型化和对其安全、高效、环保性能要求的日益提高，人类不停地在开发锅炉技术与开展锅炉基础理论研究。从理论上攻克专业难题是缪正清一直坚持的梦想。由于这一条路比较崎岖，因此，能否攻克、多长时间能够攻克在研究过程中具有很大的不确定性，但他相信坚持就有希望。他的理论研究多属于非计划的自由探索，而这种研究方式与现有的考核要求之间有很大的差距，但他无怨无悔。
　　伴随着一系列专业理论研究的突破，缪正清也一直致力于进行我国锅炉的改造工程。在工业锅炉燃烧改造中，他对工业锅炉炉拱强化燃烧进行技术设计与改造，自1985年以来主持2-40t/h链条锅炉炉拱技术改造数十台；在电站煤粉锅炉燃烧改造中，2003年以来他主持了20多项125-300MW锅炉结焦、着火不稳、连续发生严重灭火保护动作(MFT)的燃烧系统诊断与燃烧器改造项目，为相关电厂解了燃眉之急；在电站循环流化床锅炉燃烧改造中，2005—2006年他主持了当时国内最大的2台国产470t/h循环流化床锅炉燃烧系统改造方案研究，成功地实现了两炉的长周期稳定运行，其中他提出的循环流化床两相流预测理论、编制的软件与开发的风帽技术在大型循环流化床技改中发挥重要作用；所主持重大技改项目的成功赢得了良好的社会影响。
　　对于缪正清的一系列研究工作，他的博士学位指导老师、西安交大前校长徐通模教授作出了如下评价：“针对锅炉技术中广泛采用的各类组合射流流动及集管内流动的科学问题，从建立基本物理数学模型着手，进行了深入、系统、完整的理论研究和部分科学实验，取得了丰硕的理论成果。对锅炉燃烧组织及预测、燃烧器设计及复杂集管流动的组织、管路系统结构设计等有极重大的理论指导意义和工程实践价值，特别对大型锅炉的安全运行有重大价值。”
　　上海交通大学田子平教授也对缪正清的科研工作给予了高度评价：“缪正清在研究工业锅炉燃烧的强化、电站锅炉燃烧器组合射流力学模型与模拟软件、建立燃烧诊断理论与燃烧组织方式等方面，将经典理论方法运用自如，取得一系列成果。采用同样方法, 还摸清了循环流化床气固两相作用的复杂力学机制，从理论上解决了流态化领域里的一项重大学术难题，为循环流化床锅炉的设计和燃烧组织及预测打下重要理论基础。”
　　西安交通大学85岁的资深教授许晋源先生是缪正清硕士与博士阶段气固两相流与燃烧学课程的老师，他也一直关注着缪正清的研究工作，他说“缪正清研究的多个问题属于锅炉技术领域里的重大理论问题。缪长于流体力学，未来的工作更值得期待。”
　　鉴于计算机通用数值模拟方法在处理复杂专业问题时具有的广泛优势，因此，缪正清也十分重视这一现代研究方法，在他近十年先后指导的20多名研究生中，大多采用这一方法开展研究，也取得了不少有价值的研究结果。
　　科研教学两不误，除了做科研，缪正清20多年给本科生上课。他坚持教学与科研相互促进。谈到对于研究课题的选择，缪正清认为，学术的重大意义与问题的难度直接相关，必须选择高难度课题进行攻关，一时解决不了也不要紧，放在脑子里慢慢想，终有一天会想出解决的办法。学术研究最好能突破前人，否则没有价值。学术研究就像捉迷藏，很多难题长期无解，常常是没能找到好的处理方法。
　　业余时间，缪正清喜欢看各种各样的人文书籍，对中医学、古文字学、古代中国哲学、古代中国文物艺术等有着浓厚的兴趣。他说通过扩大读书面，不仅可以增长知识，还有可能学到新的思考方法。
　　他深信马克思的一句名言“在科学上没有平坦的大道，只有不畏艰险沿着陡峭山路攀登的人，才有希望到达光辉的顶点”。他深知科研工作者肩负着国家的重托、寄托着人民的希望，因此，不但要有坚强的意志还要有过硬的基本功。他无数次走进课堂，也无数次走进工厂，每到一处，他都认真吸取营养，深感那是强大的后盾、力量的源泉和胜利的保障。沿着这条路，他将继续前行。