摘要：阐述了当前回转窑传热、仿真的模型分析以及应用的技术总结，提出部分物料本身、装置、环境间的传热模型，并结合热能利用进行了分析，实验分析部分阐述了当前回转窑实验分析的现状及方法，说明了基于DEM，c++，Fluent的模型仿真，应用分析总结了不同工况下回转窑技术参数、操作参数对化工生产的影响，并对回转窑传热分析进行了展望。 关键词：传热模型、仿真分析、技术应用
中图分类号：
Comprehensive Review On Heat Transfer Of Materials In Rotary Kiln
LU yi1, WEI wen-jie1, ZHAO yu-ze1，ZHANG Li-dong2
(Department of Energy and Power Engineering, Northeast Electronic Power University, Jilin 132012 ;2. Engineering Research Centre of Ministry of Education for Comprehensive Utilization of Oil Shale, Northeast Electronic Power University, Jilin 132012)
Abstract: Elaborated the current rotary kiln heat transfer, the simulation model to analyze and summarize application of technology, puts forward some material itself, the device, the environment between the heat transfer model, combined with the thermal energy utilization are analyzed, the experimental analysis section expounds the present situation and methods of experimental analysis, the current rotary kiln shows based on DEM, c + +, the simulation model of Fluent software, The influence of technical parameters and operation parameters of rotary kiln on chemical production under different working conditions is summarized, and the heat transfer analysis of rotary kiln is forecasted.
Key words: heat transfer model, simulation analysis, technology application
中图分类号：
引言
石墨冷铁回转窑是一种常用的颗粒物质处理设备，普遍用于多个领域，如冶金行业用于对物料进行焙烧的回转窑，农业行业用于干燥粮食的滚筒干燥器，制药行业的药品混合器等[1-4]。诸
多技术参数和操作参数将影响回转窑对物料处理的质量及效率，低质的处理成品也会造成资源浪费，因此研究回转窑内部传热过程具有广泛的应用意义和经济价值。
对于目前行业内回转窑传热方面存在的普遍问题有：温度分布情况、物料运动及填充情况、不同操作参数下回转窑工作效率等问题。对于温度分布情况，目前国内外学者普遍采用Fluent等软件模拟出整个装置内温度场的分布情况，姚心等[5]应用Fluent软件，得到窑内不同位置的温度分布情况；同样对于物料运动及填充情况可用EDEM等软件进行仿真分析，乔斌[6]通过EDEM软件研究了石灰石在回转窑内停留的时间；而目前对于不同操作参数下回转窑工作效率问题，行业内学者普遍通过模型建立、实验分析、形成优化方案的一系列过程对工作问题进行改善。
本文将着重总结前辈学者对模型建立、实验分析、对于不同生产条件下最适应的回转窑及装置的技术参数和操作参数、并加以对目前回转窑传热问题的展望性分析。哈芬槽道
1.
传热模型的建立
高分子布鞋
1.1 颗粒与颗粒间传热模型
响导热面积和温度梯度的参数很多，例如物料的尺寸参数等会对物料本身导热面积造成影响，而回转窑填充率、环境及操作参数等则会对窑体内的温度梯度造成影响，由此合理的根据工业生产设计颗粒的参数及回转窑的操作参数是提升生产质量降低能源消耗的重要前提。
李金晶[7]等对滚筒冷渣器进行了研究，通过正交实验测量了排渣粒径尺寸、灰渣填充度、滚筒转速对综合性的传热影响，实验结果表明：对综合传热系数，排渣粒径的影响最大，填充率与转速的影响大小相近，转速的影响最小，见图1[7]。
在研究颗粒-颗粒间传热模型时，物料运动将对传热条件产生影响，例如：滑落，塌落，泻落，抛落的四种不同运动状态将使得物料之间有不同的接触面积；物料本身的物理性质如：
杨氏模量（E）、剪切模量（G）、泊松比（μ）、动摩擦因数（μ）等物理性质将影响物料运动的过程。因此回转窑的温度分布、填充率、转速、倾角、反应时间以及部分物料的材料性质便是在构建物料传热模型时的关键因素。
1.2 物料与回转窑及装置间传热模型
颗粒与回转窑间传热方式主要有接触传热和热辐射传热，颗粒与回转窑间接触传热将主要受到接触面积、温度梯度的影响，在回转窑以不同速度运转时，物料与回转窑将产生不同的接触面积，见表1[8]。变速叉
随着弗劳德数向1趋近，物料与滚筒间的接触面积逐渐增大，接触面积增大意味着物料与回转窑间的导热效率将大大提高。同样提高回转窑填充率也可以适当增加物料与回转窑间的接触面积，但是高填充量在中低转速的工况下会导致大量物料的淤积。调整回转窑及装置与物料的温度差，改变温度梯度亦可对导热速率产生影响，但工业生产中的部分物料的性
质对生产环境有着较高的要求，较高的温度差会使生产物料发生化学反应而适得其反，同样较高的温度会消耗更多的能源，因此具体导热要求需视生产实验要求而定。
李海鹏[9]等对干燥滚筒进行了模拟分析，提出在设计干燥滚筒时，应充分考虑流场分布、火焰喷射形状、燃烧器效率等参数进行设计，在提高热交换率的同时减少不必要的能量损失。
对于物料与窑壁间的传热计算，可通过引入各种传热系数进行计算，如覆盖窑壁与物料的接触传热系数，见式1[10]。
对于不同工况下物料与回转窑及装置间的传热模型主要受到现实条件的干预，不同工况也将体现出不同的实验结果，在此不进行赘述总结。
1.3 烟气与颗粒、回转窑间传热模型
不同于物体间以接触的形式进行热量传导，物料与烟气间的热量传导主要由对流及辐射进
行，在稳定状态下，回转窑内烟气、物料的温度变化率方程，见式2,3,4[10]。
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