篦冷机在水泥生产过程中起到输送和冷却水泥熟料颗粒的作用,对其内水泥熟料堆积体换热规律的研究是提高冷却效果和提高热回收率的基础。目前水泥熟料堆积体换热规律的研究主要分两种方法:一种基于气固换热理论,另一种方法基于多孔介质渗流换热理论。这两种方法都忽略了水泥熟料堆积体中多孔介质孔隙边界对换热的影响,而且求解精度与求解简便性不可兼得。为此本文首次将LBM应用于水泥熟料堆积体内换热规律的研究,提出一种新的研究方法,在此基础上给出篦冷机合理的供风方案以增强冷却效果和提高热回收率,达到节能降耗的目的。首先,建立单元体模型。根据特征单元体尺寸、孔隙度、水泥熟料颗粒横断面的平均直径,并且考虑到单元体的各向同性的特点,建立了二维的单元体物理模型;采用Li Q等提出的一种用于可压缩流动的耦合的双分布函数格子Boltzmann模型建立了单元体数学模型。其次,采用MATLAB编程获得单元体的换热规律。为方便将单元体的换热规律扩展到水泥熟料堆积体,大大减小计算量,以单元体入口处空气速度、温度为自变量,单元体出口处空气温度为因变量,求解出在26个熟料颗粒温度系列下的规律曲线,共得到26条气固渗流换热规律曲线。再次,研究熟料料层的换热规律。将单元体的换热规律通过双循环嵌套算法扩展到整体,得到了整个料层熟料的温度分布和料层出口处的空气温度。然后,进行实验验证。利用自行设计的验证设备,测量料层入口处熟料温度,料层出口处空气与熟料温度,并与数值计算结果对比,其最大误差控制在8%以内,实验结果与数值计算结果基本吻合,从而验证了该方法的正确性。最后,优化篦冷机冷却供风的多风速配风方案。给出了某工况下篦冷机风机的多风速供风最优配风方案,包括各供风风速的大小、各供风区域大小,使篦冷机的热回收率提高到85%,达到节能降耗的目的。