回转窑是工业生产水泥的重要设备之一。对回转窑内部气固两相流场以及燃烧传热流场进行数值模拟研究，进而优化工艺参数和筛选合适的燃烧器，不仅可以提高生产效率，还可达到节能降耗的目的，为今后回转窑的结构设计提供参考。本文以Ф4.8×74m日产5000t水泥回转窑作为研究对象，以实际工况参数作为建模分析条件，利用数值计算的方法对窑内湍流流场传热过程以及煤粉燃烧过程进行分析，并对二次通风温度、旋流角以及内外风量比等控制参数进行优化。本文分析并筛选了湍流流动的数学模型、煤粉燃烧时的数学模型以及辐射换热模型，基于实际工况进行煤粉燃烧过程中边界条件和初始条件的设定，模拟计算得到流场分布，并将得到的结果作为物料-窑壁-烟气传热模型的初始条件，模拟得出回转窑各工作带的划分区域。结果与实际工况下的窑外壁基本相同，以此证明数值计算中选用的数学模型、边界条件以及初始条件是可信的。在燃烧器给定的前提下，模拟计算实际工况下的Ф4.8×74m水泥熟料窑内部的煤粉燃烧过程，通过改变二次通风温度、旋流角以及内外风量比等控制参数，找出可以使煤粉燃烧效率提高、窑内温度分布合理的一组参数，即二次通风温度达到1100K，空气过剩系数是1.3，内外风量比为0.8，旋流角为30°。按照优化的参数定义了加入物料以及窑壁整体模型的初始条件，模拟计算出回转窑沿窑轴线方向的各工作带区域。