回转窑是对散状或浆状物料进行处理的大型热工设备，具有煅烧质量好、产品质量高、物料形状尺寸适应性强等优点，广泛应用于水泥、化工等行业。由于回转窑生产工艺复杂，窑体封闭且存在高温、高压、强腐蚀等不利条件，回转窑内物料堆积度等重要过程量的获取一直是个难题。事实上，物料在窑内的堆积状况对窑内的热传递效率起决定性作用。目前，工业回转窑内物料堆积度预报系统的设计与开发尚未见研究报导。本文在分析回转窑物料传输过程机理的基础上，设计开发了一套回转窑物料堆积度预报系统，以实现对封闭窑体内的物料稳态及动态信息进行自动预报，选题具有较高的理论和实用价值。论文完成的主要工作和取得的成果有：（1）研究了物料传输过程机理及其影响因素，重点分析了Saeman堆积度稳态预报模型及Spurling堆积度动态预报模型，在此基础上给出了物料堆积度、填充率(F)、平均滞留时间（MRT）、燃烧区滞留时间（FRT）、大小料到达时间（MAT）等与堆积度相关的重要过程量计算方法。（2）根据工业现场要求，对回转窑物料堆积度预报系统进行了软件需求分析，制定了系统的总体设计方案，并完成了软件用户界面设计、功能模块设计、功能函数设计以及数据结构的设计。（3）根据系统总体设计方案，论文首先采用VB与Matlab混合编程方法解决了物料堆积度预报模型中常微分方程及偏微分方程的数值求解问题，以满足求解过程收敛性、精确性以及系统的实时性要求；在此基础上，采用VB编程语言，分别开发了物料堆积度曲线预报模块、物料稳态过程量预报子模块、物料动态过程量预报子模块、窑头物料监测等子模块，实现了对物料堆积度、燃烧区滞留时间、窑内平均滞留时间等重要过程量的预报。编程时同步了系统时间与现场时间，实现了窑内物料堆积度的实时预报。（4）对所开发的回转窑物料堆积度预报系统进行了系统功能测试、物料稳态过程测试、物料动态过程测试。结果表明，所开发的系统操作方便、稳定性好、预报结果可信，达到了预期设计要求。本课题来源于流程工业综合自动化国家重点实验室开放基金，论文的研究成果可以为回转窑自动监测提供新的重要过程信息，有利于进一步提高回转窑生产过程自动化的水平。