Transverse particle motion analysis as a basis for heat transfer investigations in rotary kilns with flights. Part I: Optical evaluation method
Jakob Seidenbecher, Claudia Meitzner*, Fabian Herz
Keywords: Flighted rotary kiln; Transverse particle motion; Particle curtains; Heat transfer surfaces; Image-based analysis
DOI: 10.1016/j.partic.2026.02.012
回转窑凭借其能够连续、均匀地处理各种固体物料的优势，已被广泛应用于众多工业领域。扬料式回转窑，是在滚筒中设置扬料板，通过形成颗粒幕帘改变颗粒运动状态，从而能够强化颗粒与气相间相互作用以及系统传热效率。传热面（the heat transfer surfaces）与液压横截面积是评估该系统传热效率的两个关键参数。
为了考察扬料板对颗粒分布状态的影响以及颗粒分布对气固接触的增强效应，本文提出一种光学评估方法，利用光学图像分析滚筒内颗粒的横向运动状态，跟踪颗粒在滚筒内的动态分布；同时讨论了颗粒幕帘与气流作用的“穿流”和“绕流”两种极限场景，明确不同场景下传热面分别对应幕帘内表面和外表面，进而解析气固间作用并推导出相应的液压横截面积。研究进一步定量揭示了系统参数的影响：滚筒转速提升会增加扬起颗粒数量与幕帘内表面，颗粒直径则会影响幕帘内、外表面的传热权重，而扬料板数量与长度比直接决定幕帘形成及传热面大小。
本文提出的光学评估方法可精准识别扬料式回转窑中的传热面，构建与传热相关系统几何参数的量化框架，为回转窑系统传热计算、机理分析以及设计优化提供可靠的方法基础与技术支撑。
相关研究成果发表于PARTICUOLOGY（Volume 111），欢迎感兴趣的读者扫描下方二维码或者点击文末“阅读原文”进入ScienceDirect官网阅读、下载！
编辑、排版：《颗粒学报》编辑部
文章信息
Seidenbecher, J., Meitzner, C., & Herz, F. (2026). Transverse particle motion analysis as a basis for heat transfer investigations in rotary kilns with flights. Part I: Optical evaluation method. Particuology, 111, 186-196. https://doi.org/10.1016/j.partic.2026.02.012