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工業(yè)上回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的燃燒過程伴隨著非常復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，如窯內(nèi)物料的運動、混合、物料之間與回轉(zhuǎn)窯之間的傳熱傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)等，目前，對回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的物料運動以及傳熱等的研究也得到了廣泛的重視。
對于物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的運動傳輸過程的研究，主要是物料的平均停留時間、物料的流速等參數(shù)的確定，這些參數(shù)的確定對于各種回轉(zhuǎn)窯反應(yīng)器的設(shè)計和運行起到了重要的作用，特別是水泥、冶金等采用回轉(zhuǎn)窯作為主流反應(yīng)器的一些產(chǎn)業(yè)，因此得到眾多學(xué)者的研究和關(guān)注，建立了物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)運輸?shù)哪Ｐ汀Ｓ脕砻枋龉腆w顆粒在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)運動特性的理論模型可以分為兩類：一類是把物料看做連續(xù)流體的軸向擴(kuò)散模型；一類是將物料看做非連續(xù)的分散顆�？紤]的顆粒軌道模型。
對于回轉(zhuǎn)窯內(nèi)傳熱現(xiàn)象的研究也在不斷發(fā)展。早期研究中，較具代表性的研究采用級數(shù)分析方法求解沿軸向的氣相和固相一維平衡方程，并得到了內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯不同軸向處溫度場的解析解，同時簡單探討了固相料床內(nèi)部的徑向傳熱。在接下來的研究中，多位學(xué)者對回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氣、固相以及窯壁之間等傳熱機理和傳熱系數(shù)進(jìn)行了一系列的研究，如回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的對流換熱、輻射換熱、火焰換熱、窯璧轉(zhuǎn)動蓄熱、外壁散熱等具有傳熱途徑的機理等，并應(yīng)用于回轉(zhuǎn)窯焚燒爐等的設(shè)計中。在此基礎(chǔ)上，對回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料傳熱的數(shù)學(xué)模型研究也不斷發(fā)展和完善，橫截面內(nèi)的傳熱模型也得以建立。對內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)窯煅燒爐和焚燒爐內(nèi)的溫度場進(jìn)行了實驗研究和數(shù)值模擬。
隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，在高爐上也逐漸開始使用熔劑性燒結(jié)礦，石灰被應(yīng)用于燒結(jié)強化劑逐漸地被人們所重視。石灰在分解過程中，會釋放大量的熱，并促進(jìn)混合料溫度的提升，改善物料的透氣性。在鐵礦粉和生石灰發(fā)生化學(xué)變化的同時，會有部分液相鐵酸鈣生成，所生成的液相的流動性對于粘結(jié)相的質(zhì)量息息相關(guān)，較還決定著燒結(jié)礦的品質(zhì)與產(chǎn)量，而石灰回轉(zhuǎn)窯自身的燃燒過程中物理化學(xué)反應(yīng)異常復(fù)雜，對其反應(yīng)過程中的各種不同產(chǎn)物的形成機理還沒有完善的解釋，因此，對于石灰石在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的傳熱過程，結(jié)合物料在窯內(nèi)的運動特點，建立一維軸向傳熱數(shù)學(xué)模型，對回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料的運動傳熱進(jìn)行數(shù)值模擬，從而為不同工況下回轉(zhuǎn)窯的運行和窯內(nèi)過程的改善提供依據(jù)，并達(dá)到企業(yè)的增產(chǎn)節(jié)能的目的，具有非常重要的意義。
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