中文摘要：

回转窑是冶金、化工、矿业等工业部门的大型关键设备，也是重大耗能设备，而窑内物料的运动传输特性极大地影响了热传递效率。因此，研究物料的运动机理及其可控性对于降低回转窑能耗具有重要意义。本项目研究了物料在窑炉横截面内不同运动状态的动力学特点，在此基础上，建立了运动特征的理论预估模型，提出了不同运动状态区域长度的图解预测方法，推导了物料轴向传输过程经典微分方程的解析解，并通过物料横截面运动特征方程与轴向传输微分方程的耦合进一步提高了模型精度，从而形成了比较系统的物料运动传输过程的理论和方法,为窑内能量传递的过程建模和能耗分析提供了理论基础，具有重要学术价值。在此基础上，研究了准工业回转窑中物料运动状态对料床内部温度场的影响，首次指出了物料运动状态检测的重要性并在铁氧体焙烧窑上成功实现了对物料运动特征的实时检测，研发了一套物料运动状态计算机视觉监测软件；采用实验回转筒装置模拟回转窑，根据物料运动图像反馈信息调节转筒转速，实现了对物料运动状态的自动控制。本项目形成的理论和方法，是颗粒工程学在控制领域的创新运用结果，对于完善现有的回转窑生产过程自动控制系统，降低能源消耗具有较高的实用价值。