水泥熟料是水泥制备过程中的产品,其温度较高经篦冷机的冷却和输送降低到一定范围。高温熟料换热研究尚处在建立静态换热模型阶段,这些模型与熟料的流动状态不相吻合。水泥熟料兼具流体和固体的双重属性,离散元法是研究这类物质流动特性的理想方法;在输送过程中高温熟料与低温空气发生热量交换,CFD方法可对这种气固换热进行描述。当离散的熟料颗粒与空气发生热交换时,结合离散元法和计算流体力学法进行换热研究更为合理。本课题拟探索研究采用CFD-DEM耦合方法模拟气固两相环境下熟料流动换热的可行性,并给出采用该方法所必须的水泥熟料物性参数,以及研究过程中所遇问题的解决方案。首先建立熟料堆积体模型。堆积模型是运动料床的初始状态,为此设计了堆积体结构参数采集试验,采用切片法获取堆积体切片图像,随后对切片图像进行尺寸标定和二值化处理,获得了堆积体内熟料颗粒的相关结构参数。此外,为实现重建熟料堆积体,使用NARX神经网络训练了堆积体预测模型,并对模型进行了相关性验证。其次对比离散元模拟与颗粒流动试验的结果。为了实施离散元模拟,先对试验材料进行物性标定,然后利用离散元模拟获得颗粒的角速度。再以工业篦冷机为原型设计熟料流动试验台,在此试验台上利用姿态传感器采集熟料颗粒角速度。最终通过比较表征熟料流动换热剧烈程度的颗粒角速度,验证离散元法描述水泥熟料流动特性的适用性。最后比较熟料流动换热试验与CFD-DEM模拟的结果。基于篦冷机换热原理开发了熟料流动换热试验台,利用此平台进行流动换热试验;将试验的工况条件作为仿真的边界条件,然后利用CFD-DEM耦合方法进行熟料流动条件下的换热模拟;比较仿真与试验结果验证耦合方法对熟料流动换热的适用性。