刘 彬，周武洲，赵朋程，李 瑞

(1.燕山大学 信息科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004；2.燕山大学 电气工程学院，河北 秦皇岛 066004)

0 引言

随着近些年水泥行业的高速发展，熟料烧结过程中的高能耗和高排放的问题，引起越来越多的关注[1-2]。每生产一吨水泥，一般要消耗3 GJ能量，同时排放出比所生产水泥总量更多的温室气体[3]。研究回转窑工况对窑内流场、温度分布以及煤粉燃烧的影响，可以为水泥厂的节能减排、改进水泥生产工艺提供理论指导，同时也可以为燃烧器的优化提供理论依据。然而由于回转窑内传热过程复杂、测量手段不完善等原因[4]，无法准确得到回转窑内部的流场、温度分布信息，故而通过数值模拟的方法分析回转窑内的流场和温度场的分布情况具有很大研究价值。

针对回转窑内部环境的数值模拟，国内外已经做过很多研究，如Elattar等[5]建立回转窑的二维模型，研究了回转窑主要操作对不同燃料下回转窑内火焰行为的影响；Mujumdar等[6]提出将熟料看作一种伪流体，分别对回转窑内的空气和熟料进行三维建模，以伪均匀近似法来模拟固体-固态反应，建立了水泥回转窑内的综合CFD模型；Manju等[7]利用两相流方法对回转窑气动煤注入和燃烧过程进行了建模，研究了回转窑操作参数对注入煤粉颗粒的分布及其提供热负荷的影响；Kangwanpongpan等[8]通过优化灰度气体模型的加权和，并结合离散坐标法(Discrete ordinate，DO)模拟了富氧燃烧环境下的辐射热传递，气体火焰温度的预测效果得到了改进；……