王文煜 刘星安 尤 立 王雅娟

(洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司，河南洛阳 417039)

回转窑筒体传热数学模型及模拟仿真研究

王文煜 刘星安 尤 立 王雅娟

(洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司，河南洛阳 417039)

对回转窑烟气、窑皮、耐火砖及筒体进行了综合研究，建立了回转窑筒体散热数学模型，并模拟了窑内的温度场和烟气流速矢量分布，并对模拟结果和模型计算结果进行对比分析。模型可对窑类设计提供理论支持，并对用户实际生产操作进行指导，以达到优化生产的目的。

回转窑； 散热模型；模拟仿真

1 引言

传统的回转窑的设计一般以经验设计为主，而没有考虑正常使用中热工工况下的特征参数。本文拟通过建立一种回转窑的筒体散热数学模型，并将实例计算结果与模拟分析相比较，为回转窑设计和用户生产提供理论支持和操作指导。

2 回转窑筒体传热数学模型及模拟分析

2.1 数学模型的建立

回转窑筒体内砌有耐火砖，其表面有熟料和粉尘由液相变成固相而形成的窑皮。由于回转窑为稳态传热，则筒体向周围环境的对流换热量(Q1)等于窑内耐火砖内部的传导热量(Q2)，并与窑皮内部的传导热量(Q3)相等，与窑内高温烟气向窑皮的辐射和对流换热量(Q4)也相等，即：

回转窑筒体向周围环境的散热绝大部分为对流换热，根据牛顿冷却定律有：

式中，Q1为筒体散热量(kJ)，α1为对流换热系数(W/m2.℃)，t1为筒体表面温度(℃)，t0为环境温度(℃)，d1为筒体直径(m)，L为筒体长度(m)。……