在回转窑中，各不同部位气体温度不同，并且随着窑的旋转，物料及衬砖温度都在发生变化。因此分析回转窑内的热交换，首先应了解窑内衬砖及物料温度的变化规律。
    当回转窑稳定运行时，一定截面上气体温度可认为不随时间而变化，而衬砖温度变化较大。因为随着窑的转动，对某部分窑砖来说时而与气流接触，时而又被物料所遮盖，其温度出现周期性的变化，如下图所示。

    由图可见，对于某块衬砖从A点转到B点过程中，由于热气体传来的热量使得衬砖表面温度沿窑的转动方向逐渐升高，同时衬砖积蓄热量。当转到B点时，温度达到最高，此时衬砖的积蓄的热量将不断向物料传递，使衬砖温度B点处的最高温度下降到A点处的温度。另外由于从A点到B点的弧长大从B点至A点弧长，因此衬砖的加热期比放热期长，即t1>t2。这样衬砖在与筒体一起回转的整个过程中反复进行着周期性的吸热和放热过程，与此同时衬砖的温度也相应发生着周期性的变化。
    高温气体以辐射、对流方式传热给物料的表面和暴露的衬砖表面，同时对物料运动中所产生的存在于气体中飞粉尘进行加热。衬砖接受的热量向三个方向传递：暴露的衬砖表面直接对物料表面进行辐射换热；暴露的衬砖表面转到物料层下面时，主要是以导热的方式将积蓄的热量直接传给物表面向中心的传热既包括物料间的接触导热作用，也包括空隙中气体的导热和气体与物料颗粒表面间的辐射换热。   
    沿回转窑长度方向与物料间的热交换，既有气体与物料间的辐射换热，也有气体与物料间的对流换热。由于沿窑长度方向气体的温度是变化着的，因此气体与物料间的主要热交换方式也是变化的。靠近窑尾端以对流换热为主；在接近煅烧带部位则以辐射和对流换热为主；在煅烧带主要以辐射换热为主。

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