回转窑广泛应用于众多行业中,是具有燃料燃烧,物质输送与煅烧,废物降解等多种功能的大型换热设备。回转窑可对固体物料进行物理和化学处理,具有容积大、混合反应率高、应用广等优点,但热效率较低。为提高回转窑热效率和能源利用率,对其进行窑内传热模型的分析和窑外温度分布的实验探究具有重要的意义。在回转窑中,水泥的煅烧过程是一个集烟气流动、物料运动、物料反应、传热和燃烧为一体的复杂过程。本文通过建立一维和三维数值分析模型与实验探究相结合的方法,对回转窑的温度分布特性进行了探究。其主要工作如下:1.设计实验方案,对回转窑外壁面温度分布特点和内壁窑皮挂壁情况进行了实验探究;在热平衡物料成分测试结果的基础上,量化计算得到了物料在不同反应过程中反应吸热量和放热量。2.综合考虑了烟气流动和物料运动特点,选用了合理适用的传热系数计算方程;考虑到物料相变所产生的窑皮对传热过程的影响以及物料不同反应过程所吸收和释放的热量,对窑内传热过程进行了理论分析;通过合理的假设,建立了水泥回转窑轴向一维传热模型,对窑内烟气、物料、内壁的轴向温度分布进行了预测,得到了回转窑温度分布特性数值分析结果和窑内窑皮厚度的轴向分布结果。3.通过将上述窑皮厚度的计算结果和窑皮导热率折算成壁面热阻,将物料反应热折算为额外的热流密度,设置相应的壁面边界条件,采用1:1比例构建了回转窑三维CFD模型。通过对模型进行合理的简化假设,设置合理的湍流模型、热辐射模型和燃烧模型,得到了回转窑三维模型的轴向温度分布结果,并与一维模型的结果进行了对比分析;重新设置壁面边界条件,在单独考虑窑皮和物料反应热的情况下进行数值求解,探究了窑皮和物料反应热对回转窑温度分布特性的影响。