水泥作为建筑工业的基础原料,在我国国民经济生产中占有重要地位。经过水泥生产技术的几代发展,新型干法水泥生产工艺已成为我国水泥企业主流的水泥生产方法。其中,篦冷机承担着熟料的冷却与输送,以及热量的回收等功能,然而,因其系统结构和内部工质换热的复杂性,导致目前对篦冷机内工质地流动换热的实验研究尚不成熟。因此,通过数值模拟的方法分析篦冷机内水泥熟料和空气的流动和换热,成为篦冷机研究的重要方向。本文以我国某水泥生产线上篦冷机超负荷运行工况为研究背景,通过CFD中自带的欧拉两相流模型、标准k-ε湍流模型和多孔介质模型,建立对此篦冷机实际运行工况进行仿真分析,将模拟结果与篦冷机实际运行数据对比,验证了该模型的正确性。通过此模型,本文研究了篦冷机运行工况下得速度场、压力场和温度场分布,并且分析了水泥熟料厚度、熟料颗粒粒径、风室风量、风室风温等热工参数变化对篦冷机内熟料换热的影响,得到了不同热工参数下的篦冷机热效率以及水泥熟料和空气的温度场分布。进一步,通过此模型,分析余风再循环下的篦冷机换热工况,计算得到了此工况下的最佳风量分配,为篦冷机的工况优化与节能减排提供了一定的理论指导价值。本文基于热力学定律,分析篦冷机实际运行工况的物质平衡、热平衡和(火用)平衡计算,揭示了篦冷机的能量以及(火用)量的分布。通过建立的(火用)平衡模型,分析了余风再循环工况下的(火用)利用和(火用)损失。