回转窑是水泥工业中的核心设备。生产过程中,生料从窑尾进入窑内,在窑头一、二次风和燃烧器火焰的配合作用下,生料经过窑内各功能带发生不同反应,最后成为熟料从窑头卸落。本文课题来源于湖南省科技厅重点项目“大型回转窑节能技术及应用研究”,以湖南某水泥厂熟料产量为2500t/d的新型干法水泥窑为研究对象,针对窑内气流场及煤粉运动特性,做了以下主要工作：运用Gambit前处理器建立四风道旋流煤粉燃烧器-水泥窑网格模型,通过Fluent流体软件中RNG k-ε湍流模型对窑内三维气流场进行数值模拟,考察了水泥窑内气流场的分布状况,分析了燃烧器主要工艺参数对窑内主要回流区的影响,研究了燃烧器出口湍动能的分布。气流场模拟结果可为合理控制窑内煤粉燃烧工况提供借鉴。通过对气流和煤粉颗粒的耦合计算,研究了煤粉颗粒的运动轨迹以及运动速度沿轨迹的变化。分析了不同煤粉粒径和燃烧器不同喂煤量对煤粉颗粒在窑内停留时间的影响,研究了窑内冷却带和烧成带区域的煤粉分布状况,获得了窑内煤粉分布规律。结果表明窑轴线处煤粉颗粒较多,越靠近窑壁煤粉颗粒越少,煤粉的这种分布状况有利于形成良好的火焰形状。在水泥生产现场进行了水泥窑筒体温度扫描测试实验,通过扫描温度与模拟结果图的比较,验证了煤粉与气流耦合计算的流场分布和窑内煤粉分布规律,进一步反映了本文所建模型的正确性。本文的研究成果对回转窑燃烧器工艺参数的调整及结构设计具有重要的理论指导意义,相关数据可为水泥窑实际生产提供参考。