Luận án Nghiên cứu quá trình truyền nhiệt trong lõ quay xi măng có xét đến ảnh hƣởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐĂNG KHOÁT NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT TRONG LÕ QUAY XI MĂNG CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƢỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ BỨC XẠ NHIỆT CỦA NGỌN LỬA LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NHIỆT HÀ NỘI - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ĐĂNG KHOÁT NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT TRONG LÕ QUAY XI MĂNG CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƢỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ BỨC XẠ NHIỆT CỦA NGỌN LỬA Chuyên ngành: Kỹ thuật nhiệt Mã số: 62520115 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NHIỆT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS. TRẦN GIA MỸ 2. GS. TSKH. ĐẶNG QUỐC PHÖ HÀ NỘI - 2016 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả trong luận án là trung thực và chưa có ai công bố trong bất kỳ công trình nào. Hà Nội, ngày 18 tháng 4 năm 2016 TM. Tập thể hướng dẫn khoa học PGS. TS. TRẦN GIA MỸ Tác giả luận án NGUYỄN ĐĂNG KHOÁT ii LỜI CẢM ƠN Luận án tiến sĩ với đề tài: "Nghiên cứu quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa " đã được hoàn thành trong thời gian từ tháng 10 năm 2009 đến tháng 10 năm 2015 tại Trung tâm nghiên cứu ứng dụng, Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt - Lạnh, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Đầu tiên, tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến hai Thầy hướng dẫn khoa học, PGS. TS. Trần Gia Mỹ và GS. TSKH. Đặng Quốc Phú đã dành nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn, định hướng nghiên cứu giúp tác giả hoàn thành luận án. Tác giả xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào tạo Sau đại học, Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt - Lạnh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo trong Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt - Lạnh đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo cũng như những góp ý rất quý báu trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận án. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các đồng nghiệp trong Bộ môn Kỹ thuật Nhiệt, Ban chủ nhiệm Khoa Cơ khí, Ban Giám hiệu Trường Đại học Giao thông Vận tải đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả tập trung nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo nhà máy xi măng Bút Sơn, Hà Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tác giả được tiếp cận, thu thập số liệu thực tế cũng như tiến hành đo đạc các thông số cần thiết phục vụ quá trình nghiên cứu đề tài. Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn vô hạn đến gia đình và người thân đã luôn ở bên tác giả những lúc khó khăn nhất để khuyến khích, động viên và tạo điều kiện về mọi mặt giúp tác giả hoàn thành bản luận án này. Hà Nội, ngày 18 tháng 4 năm 2016 Tác giả luận án NGUYỄN ĐĂNG KHOÁT iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN... i LỜI CẢM ƠN. ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. vii DANH MỤC CÁC BẢNG. xi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xii MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN NHIỆT TRONG LÕ QUAY XI MĂNG.. 4 1.1. Tổng quan về công nghệ sản xuất xi măng.. 4 1.2. Lò quay xi măng và các đặc trưng cơ bản... 7 1.3. Nhiên liệu và các yêu cầu về nhiên liệu cho lò quay xi măng. 9 1.4. Tổng quan các kết quả nghiên cứu về truyền nhiệt trong lò quay xi măng. 10 1.4.1. Các kết quả nghiên cứu ở nước ngoài..... 10 1.4.1.1. Các quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng. 10 1.4.1.2. Các mô hình truyền nhiệt bức xạ trong lò quay xi măng... 20 1.4.2. Các kết quả nghiên cứu ở Việt Nam... 29 1.5. Một số vấn đề tồn tại và nội dung nghiên cứu của luận án.. 32 1.6. Kết luận chương 1 33 CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.... 35 2.1. Phương pháp nghiên cứu. 35 2.1.1. Nghiên cứu lý thuyết. ... 35 2.1.1.1. Ảnh hưởng đặc tính bức xạ của môi trường khí trong lò quay xi măng 37 2.1.1.2. Ảnh hưởng của tường lò quay... 40 2.1.1.3. Ảnh hưởng của vùng khí hồi lưu... 42 iv 2.1.2. Nghiên cứu thực nghiệm... 43 2.1.3. Nghiên cứu mô phỏng bằng phương pháp số CFD.. 44 2.2. Kết luận chương 2 46 CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT TRONG LÕ QUAY XI MĂNG CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƢỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ BỨC XẠ NHIỆT CỦA NGỌN LỬA... 47 3.1. Các vùng truyền nhiệt trong lò quay xi măng.. 47 3.2. Xác định vùng có ngọn lửa trong lò quay xi măng.. 48 3.2.1. Sự hình thành ngọn lửa than phun trong lò quay xi măng 48 3.2.2. Chiều dài ngọn lửa than phun trong lò quay xi măng... 53 3.3. Hệ số cháy kiệt. 55 3.4. Mô hình toán học nghiên cứu quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa .. 55 3.4.1. Mô hình toán học trong vùng có ngọn lửa 55 3.4.1.1. Các giả thiết khi xây dựng mô hình... 55 3.4.1.2. Mô hình toán học... 56 3.4.1.3. Phương pháp giải mô hình toán học.. 60 3.4.1.4. Phương pháp xác định các hệ số trao đổi nhiệt 62 3.4.1.5. Phương pháp xác định hệ số góc bức xạ 69 3.4.2. Mô hình toán học trong vùng không có ngọn lửa. 71 3.4.2.1. Các giả thiết khi xây dựng mô hình.. 72 3.4.2.2. Mô hình toán học... 72 3.5. Mô phỏng số CFD quá trình cháy than phun trong lò quay xi măng...... 75 3.5.1. Mô hình hình học của bài toán và chia lưới mô hình... 75 3.5.1.1. Mô hình hình học của bài toán.. 75 3.5.1.2. Chia lưới mô hình...... 76 v 3.5.2. Mô hình mô phỏng quá trình cháy than phun trong lò quay xi măng... 77 3.5.2.1. Các phương trình chủ đạo trong mô phỏng bằng phương pháp số CFD... 77 3.5.2.2. Mô hình toán học mô phỏng quá trình cháy than phun. 78 3.5.3. Điều kiện ban đầu..... 81 3.6. Kết luận chương 3 81 CHƢƠNG 4. THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ VỎ LÕ QUAY XI MĂNG.. 82 4.1. Thiết bị thực nghiệm và thiết bị đo.. 82 4.2. Bố trí thiết bị đo... 85 4.3. Phương pháp tiến hành thực nghiệm... 86 4.4. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm. 87 4.5. Kết quả đo 88 4.6. Kết luận chương 4 91 CHƢƠNG 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 92 5.1. Đối tượng tính toán.. 92 5.2. Kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng có xét đến ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa.. 94 5.2.1. Xác định vùng ngọn lửa trong lò quay xi măng... 94 5.2.2. Phân bố nhiệt độ của khí, tường lò và vật nung 95 5.2.3. Đường cong cháy kiệt... 100 5.2.4. Lượng nhiệt vật nung nhận được.. 100 5.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng... 103 5.3.1. Ảnh hưởng của mức điền đầy... 104 5.3.2. Ảnh hưởng chuyển động quay của lò... 108 vi 5.4. Kết quả nghiên cứu mô phỏng số CFD quá trình cháy than phun trong lò quay xi măng 110 5.5. Kết luận chương 5 112 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.. 114 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN.. 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 PHỤ LỤC A. Một số công thức tính toán để giải mô hình toán học. 126 PHỤ LỤC B. Chương trình thực hiện mô phỏng số CFD quá trình cháy than phun trong lò quay xi măng. 127 PHỤ LỤC 1. Kết quả giải mô hình toán học với điều kiện vận hành của lò quay xi măng Bút Sơn: G = 166660 kg/h, n = 3 v/ph,  = 12%, ta = 35 0 C, tnl = 80 0C... 134 PHỤ LỤC 2. Kết quả tính toán phân bố nhiệt độ của vật nung và lượng nhiệt vật nung nhận được khi mức điền đầy thay đổi  = 13%,  = 13,2% và giữ các thông số còn lại không đổi: n = 3 v/ph, ta = 35 0 C, tnl = 80 0 C 148 PHỤ LỤC 3. Kết quả tính toán phân bố nhiệt độ của vật nung và lượng nhiệt vật nung nhận được khi mức điền đầy thay đổi  = 12,1%,  = 12,2% và giữ các thông số còn lại không đổi: n = 3 v/ph, ta = 35 0 C, tnl = 80 0 C.. 155 PHỤ LỤC 4. Kết quả tính toán phân bố nhiệt độ của vật nung và lượng nhiệt vật nung nhận được khi tốc độ quay của lò thay đổi n = 2,7 ‚ 3,1 v/ph và giữ các thông số còn lại không đổi: G = 166660 kg/h, ta = 35 0 C, tnl = 80 0 C. 162 vii Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt Ký hiệu Chữ viết tắt Tên gọi Đơn vị đo a Hệ số dẫn nhiệt độ m2/s A Hệ số hấp thụ - Di Đường kính trong của lò m Do Đường kính ngoài của lò m L Chiều dài lò m Ri Bán kính trong của lò m Ro Bán kính ngoài của lò m Rw Hệ số phản xạ của tường lò - Rs Hệ số phản xạ của vật nung - Lm Chiều dài trung bình của tia bức xạ m F Diện tích m2 V Thể tích m3 mg Lưu lượng khối lượng của khí kg/s Ki Hệ số làm yếu tia bức xạ - p Phân áp suất của chất khí atm G Năng suất lò kg/h K Hệ số truyền nhiệt W/m2.K Ji Mật độ dòng bức xạ hiệu dụng của bề mặt i W/m 2 Ei Năng suất bức xạ của bề mặt i W/m 2 Et, i Mật độ dòng bức xạ tới trên bề mặt i W/m 2 Eo Năng suất bức xạ của vật đen tuyệt đối W/m 2 Q Dòng nhiệt kW q Mật độ dòng nhiệt kW/m2 viii mo Lưu lượng khối lượng hỗn hợp không khí và nhiên liệu kg/s mr Lưu lượng khối lượng của khí hồi lưu kg/s ms Lưu lượng khối lượng của vật nung kg/s do Đường kính miệng vòi phun m cp Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp của sản phẩm cháy kJ/kg.K cps Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp của vật nung kJ/kg.K Lf Chiều dài ngọn lửa m n Tốc độ quay của lò v/ph x Khoảng cách tính từ miệng vòi phun m vg Tốc độ chuyển động của dòng khí m/s Hu Nhiệt trị thấp của nhiên liệu kJ/kg De Kích thước xác định m t Nhiệt độ bách phân oC T Nhiệt độ tuyệt đối K i Entanpi kJ/kg z Chiều dày của phần tử tính toán m ReD Trị số Reynolds theo phương dọc trục - Re Trị số Reynolds theo góc quay - Nu Tiêu chuẩn Nusselt - Pr Tiêu chuẩn Prandtl - Gr Tiêu chuẩn Grashof - Ký tự Hy Lạp  Hệ số tỏa nhiệt đối lưu W/m 2 .K ix  Hệ số dẫn nhiệt W/m.K (Lm) Hệ số xuyên qua -  Độ đen - o Hằng số bức xạ của vật đen tuyệt đối W/m 2 .K 4  Chiều dài trung bình bước sóng của phổ năng lượng m  Hệ số góc bức xạ -  Tốc độ quay của lò rad/s L Một nửa góc chắn bởi cung tròn chứa vật nung rad  Góc chắn bởi cung tròn chứa vật nung rad  Góc quay của lò rad β Góc nghiêng của lò độ  Thời gian s  Chiều dày tường lò m  Hệ số cháy kiệt -  Biến thiên hệ số cháy kiệt - a Khối lượng riêng của không khí đi vào vòi phun kg/m 3 o Khối lượng riêng của hỗn hợp không khí và nhiên liệu kg/m 3  Độ nhớt động lực N.s/m 2  Mức điền đầy của vật nung % Chỉ số trên, dƣới Ý nghĩa a Môi trường không khí sh Vỏ lò f Ngọn lửa x g Khí lò w Tường lò s Vật nung o Thông số ban đầu pl Dòng không khí cấp 1 sa Dòng không khí cấp 2 nl Dòng nhiên liệu e Dòng sơ cấp bx Bức xạ đl Đối lưu đn Đốt nóng ln Làm nguội z Vị trí z z + z Vị trí z + z Các chữ viết tắt Ý nghĩa SPC Sản phẩm cháy KK1 Không khí cấp 1 KK2 Không khí cấp 2 NL Nhiên liệu VN Vật nung TĐN Trao đổi nhiệt CFD Tính toán động lực học dòng chảy xi Danh mục các bảng Bảng 1.1. Nhiệt độ và nhiệt phản ứng của các vùng trong lò quay xi măng.................... 7 Bảng 1.2. Chiều dài bước sóng quan trọng đối với đặc tính bức xạ của khí CO2 và H2O................................................................................................................................... 12 Bảng 1.3. Công thức xác định hệ số truyền nhiệt giữa tường lò và vật nung khi chúng tiếp xúc với nhau............................................................................................................... 19 Bảng 3.1. Các nhiệt trở và hệ số trao đổi nhiệt của mô hình trong vùng có ngọn lửa..... 59 Bảng 3.2. Các nhiệt trở và hệ số trao đổi nhiệt của mô hình trong vùng không có ngọn lửa..................................................................................................................................... 74 Bảng 3.3. Các hằng số hiệu chỉnh trong mô hình dòng chảy rối k - ............................. 78 Bảng 4.1. Các thông số cơ bản của lò quay xi măng Bút Sơn......................................... 82 Bảng 4.2. Các thông số làm việc của thiết bị đo TMC8 - HT.......................................... 84 Bảng 4.3. Kết quả đo biến thiên nhiệt độ vỏ lò dọc theo chiều dài.................................. 89 Bảng 4.4. Nhiệt độ của lò tại một số vị trí đặc trưng....................................................... 90 Bảng 5.1. Các thông số tính toán của lò quay xi măng Bút Sơn...................................... 92 Bảng 5.2. Thành phần sử dụng của than cám sau khi sấy, % khối lượng 93 Bảng 5.3. Kết quả tính toán cháy than phun trong lò quay xi măng Bút Sơn.. 94 Bảng 5.4. Thông số đặc trưng của quá trình trao đổi nhiệt trong lò quay xi măng Bút Sơn 96 Bảng 5.5. Kết quả tính toán và thực tế. 98 xii Danh mục các hình vẽ, đồ thị Hình 1.1. Quy trình công nghệ sản xuất xi măng........................................................... 5 Hình 1.2. Hệ thống thiết bị sản xuất xi măng................................................................. 6 Hình 1.3. Các vùng phản ứng trong lò quay xi măng.................................................... 7 Hình 1.4. Các quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng.......................................... 11 Hình 1.5. Độ đen của khí CO2........................................................................................ 13 Hình 1.6. Độ đen của hơi nước (H2O) và hệ số hiệu chỉnh β......................................... 14 Hình 1.7. Độ hiệu chỉnh ............................................................................................ 15 Hình 1.8. Phân bố nhiệt độ của khí và vật nung dọc theo chiều dài lò.......................... 21 Hình 1.9. Sơ đồ mạch điện của phương pháp tương tự nhiệt - điện.............................. 28 Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc nghiên cứu lý thuyết quá trình truyền nhiệt trong lò quay xi măng khi xét tới ảnh hưởng của quá trình cháy và bức xạ nhiệt của ngọn lửa .............. 36 Hình 2.2.Các quá trình bức xạ và hấp thụ nhiệt trong lò quay xi măng xét cho các tia nhiệt xuất phát từ bề mặt thoáng của vật nung............................................................... 37 Hình 2.3. Các quá trình bức xạ và hấp thụ nhiệt trong lò quay xi măng xét cho các tia nhiệt bức xạ từ khí lò................................................................................................. 38 Hình 2.4. Biến thiên nhiệt độ bề mặt bên trong của tường lò theo góc quay (theo thời gian)................................................................................................................................ 40 Hình 2.5. Mô hình xác định nhiệt lượng vật nung nhận được từ phía mặt thoáng........ 41 Hình 2.6. Vùng khí hồi lưu trong lò quay xi măng........................................................ 42 Hình 2.7. Sơ đồ cấu trúc mô phỏng quá trình cháy than phun bằng phương pháp CFD................................................................................................................................. 44 Hình 3.1. Các dòng nhiệt của các vùng trong lò quay xi măng..................................... 47 Hình 3.2. Mô hình truyền nhiệt trong vùng có ngọn lửa................................................ 56 Hình 3.3. Mô hình tương tự nhiệt - điện trong vùng có ngọn lửa.................................. 58 Hình 3.4. Sơ đồ thuật toán giải mô hình toán học bằng phương pháp Newton - Raphson.......................................................................................................................... 61 xiii Hình 3.5. Hệ số góc bức xạ của hai vật đặt bất kỳ trong không gian............................. 69 Hình 3.6. Các thành phần tham gia trao đổi nhiệt trong vùng có ngọn lửa................... 70 Hình 3.7. Quá trình truyền nhiệt giữa tường lò và vật nung phía mặt thoáng............... 71 Hình 3.8. Mô hình truyền nhiệt trong vùng không có ngọn lửa..................................... 72 Hình 3.9. Mô hình tương tự nhiệt - điện trong vùng không có ngọn lửa....................... 73 Hình 3.10. Mô hình hình học lò quay xi măng.............................................................. 76 Hình 3.11. Mô hình vòi phun......... 76 Hình 3.12. Chia lưới mô hình theo phương pháp Sweep Mesh. 76 Hình 4.1. Lò quay xi măng Bút Sơn.. 82 Hình 4.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống giám sát nhiệt độ lò. 83 Hình 4.3. Phương pháp xác định vị trí thiết bị nhận tín hiệu nhiệt độ vỏ lò.................. 85 Hình 4.4. Bố trí thiết bị nhận tín hiệu nhiệt độ vỏ lò..................................................... 85 Hình 4.5. Vị trí lấy số liệu nhiệt độ vỏ lò....................................................... 88 Hình 4.6. Các thông số vận hành của lò......................... 90 Hình 5.1. Vòi phun đa kênh dạng tròn đốt than antraxit................................................ 93 Hình 5.2. Phân bố nhiệt độ của khí, tường lò, vật nung và vỏ lò theo chiều dài........... 97 Hình 5.3. Biến thiên nhiệt độ vỏ lò theo chiều dài giữa lý thuyết và thực nghiệm 98 Hình 5.4. Đường cong cháy kiệt.................................................................................... 100 Hình 5.5. Lượng nhiệt vật nung nhận được bằng bức xạ và đối lưu từ phía mặt thoáng.............................................................................................................................. 101 Hình 5.6. Lượng nhiệt vật nung nhận được từ tường lò................................................ 102 Hình 5.7. Ảnh hưởng của mức điền đầy đến lượng nhiệt vật nung nhận được............. 105 Hình 5.8. Ảnh hưởng của mức điền đầy đến tổn thất nhiệt qua vỏ lò............................ 105 Hình 5.9. Ảnh hưởng của mức điền đầy đến phân bố nhiệt độ của vật nung 105 Hình 5.10. Ảnh hưởng của mức điền đầy đến phân bố nhiệt độ của vật nung trong phạm vi từ 12 ‚ 12,1%................................................................................................... 107 xiv Hình 5.11. Ảnh hưởng của mức điền đầy đến lượng nhiệt vật nung nhận được trong phạm vi từ 12 ‚ 12,1%................................................................................................... 107 Hình 5.12. Ảnh hưởng của chuyển động quay đến phân bố nhiệt độ của vật nung... 109 Hình 5.13. Ảnh hưởng của chuyển động quay đến lượng nhiệt vật nung nhận được 109 Hình 5.14. Phân bố nhiệt độ của khí dọc theo chiều dài lò 110 Hình 5.15. Phân bố nhiệt độ của tường dọc theo chiều dài lò 110 Hình 5.16. Phân bố nhiệt độ của vật nung dọc theo chiều dài lò 111 Hình 5.17. Phân bố nhiệt độ vỏ lò dọc theo chiều dài lò 111 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Xi măng là vật liệu cơ bản không thể thiếu trong tất cả các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Nhu cầu tiêu thụ xi măng trên thế giới cũng như ở Việt Nam không ngừng tăng. Để đáp ứng nhu cầu này, không những cần tăng số lượng các nhà máy mà còn phải hoàn thiện công nghệ và thiết bị. Trải qua nhiều giai đoạn phát triển, công nghệ sản xuất xi măng bằng lò đứng đã được thay thế bởi công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay theo phương pháp ướt rồi đến ngày nay là công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay theo phương pháp khô có khả năng tự động hóa hoàn toàn, tiêu tốn ít năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cho chất lượng xi măng rất cao. Trong công nghệ sản xuất xi măng, chất lượng sản phẩm cũng như mức độ tiết kiệm năng lượng được quyết định chủ yếu bởi các quá trình trao đổi nhiệt hay chế độ gia nhiệt cho lò. Bởi vậy, nghiên cứu các quá trình trao đổi nhiệt trong lò quay sẽ góp phần làm giảm tiêu hao nhiên liệu, nâng cao chất lượng sản phẩm và qua đó tác động rất lớn tới việc giảm giá thành sản phẩm. Do đó, đây là lĩnh vực nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn. Các quá trình truyền nhiệt trong lò quay rất phức tạp và đa dạng, bao gồm cả ba phương thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ; các quá trình này chồng chéo và ảnh hưởng lẫn nhau. Không những vậy, chuyển động quay của lò là nguyên nhân chính làm cho các quá trình truyền nhiệt trong lò quay có những nét đặc trưng riêng so với các lò công nghiệp đứng yên. Các đặc trưng riêng này thể hiện ở c