篦冷机是水泥熟料生产过程中的重要设备之一,其主要功能是冷却及输送水泥熟料。深入研究篦冷机内熟料换热规律,进而提高熟料冷却效果及系统热回收率,是实现水泥行业节能减排,绿色可持续发展的关键。在熟料堆积体换热过程中,由于颗粒间的接触使得接触点处（命名为高温红点区）温度较高,随着料层的流动,高温红点区脱离接触区与冷却空气接触,进而增加了整体的换热强度。而以往的熟料堆积体换热研究中的静态模型,忽略了红点区的影响,为此本文在考虑到颗粒红点区的基础上,建立了特征元动态模型,基于格子Boltzmann方法,对熟料特征元及堆积体的动态换热规律进行了研究。首先,通过渗透率实验,确定出熟料堆积体的体特征元尺寸;根据堆积体截面颗粒平均直径及孔隙度,按照孔隙率不变原则,得到特征元静态物理模型。其次,基于自主设计的颗粒角速度实验台,通过实验测量,得到了不同推料速度下的颗粒自旋速度;基于LBM—SGS模拟,根据流场分布,得到不同供风条件下的红点区范围;通过熟料体特征元切片实验,对切片图像处理分析后,统计得到红点区个数。以上述实验模拟数据为依据,在特征元静态物理模型的基础上,添加颗粒自旋速度、红点区范围及红点区个数等参数,建立特征元动态物理模型。然后,采用可压缩流动的耦合双分布函数格子Boltzmann模型建立了特征元动态换热数学模型,对模型基本参数、边界条件和红点区进行处理后,利用数学分析软件进行了编程计算。通过计算得到了模型温度场云图,分析了颗粒平均温度和出口空气温度规律。研究结果表明,供风风速相对于推料速度对整体换热效果的影响更大,综合考虑颗粒的换热效果和出口空气温度的可回收性,合理的工作条件为:供风风速1.5～2 m/s,推料速度20～25次/min。最后,基于自主设计的水泥熟料动态换热实验台进行了颗粒换热实验,得到了颗粒及出口空气温度数据。通过与模型计算结果对比,发现颗粒温度平均误差为8.6%,空气温度平均误差为10.5%,进而验证了特征元动态换热模型的合理性。