工業上回轉窯內的燃燒過程伴隨著非常復雜的物理化學反應，如窯內物料的運動、混合、物料之間與回轉窯之間的傳熱傳質、化學反應等，目前，對回轉窯內的物料運動以及傳熱等的研究也得到了廣泛的重視。
對于物料在回轉窯內的運動傳輸過程的研究，主要是物料的平均停留時間、物料的流速等參數的確定，這些參數的確定對于各種回轉窯反應器的設計和運行起到了重要的作用，特別是水泥、冶金等采用回轉窯作為主流反應器的一些產業，因此得到眾多學者的研究和關注，建立了物料在回轉窯內運輸的模型。用來描述固體顆粒在回轉窯內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流體的軸向擴散模型；一類是將物料看做非連續的分散顆粒考慮的顆粒軌道模型。
對于回轉窯內傳熱現象的研究也在不斷發展。早期研究中，較具代表性的研究采用級數分析方法求解沿軸向的氣相和固相一維平衡方程，并得到了內熱式回轉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部的徑向傳熱。在接下來的研究中，多位學者對回轉窯內氣、固相以及窯壁之間等傳熱機理和傳熱系數進行了一系列的研究，如回轉窯內的對流換熱、輻射換熱、火焰換熱、窯璧轉動蓄熱、外壁散熱等具有傳熱途徑的機理等，并應用于回轉窯焚燒爐等的設計中。在此基礎上，對回轉窯內物料傳熱的數學模型研究也不斷發展和完善，橫截面內的傳熱模型也得以建立。對內熱式回轉窯煅燒爐和焚燒爐內的溫度場進行了實驗研究和數值模擬。
隨著鋼鐵工業的發展，在高爐上也逐漸開始使用熔劑性燒結礦，石灰被應用于燒結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生化學變化的同時，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相的質量息息相關，較還決定著燒結礦的品質與產量，而石灰回轉窯自身的燃燒過程中物理化學反應異常復雜，對其反應過程中的各種不同產物的形成機理還沒有完善的解釋，因此，對于石灰石在回轉窯內的傳熱過程，結合物料在窯內的運動特點，建立一維軸向傳熱數學模型，對回轉窯內物料的運動傳熱進行數值模擬，從而為不同工況下回轉窯的運行和窯內過程的改善提供依據，并達到企業的增產節能的目的，具有非常重要的意義。
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