德国安哈尔特应用技术大学/马格德堡大学：独立分区式回转窑滚筒中颗粒运动行为及其DEM模拟验证--颗粒学报PARTICUOLOGY

传统内构件回转窑通过内构件来强化颗粒与窑壁、床层间的传热效率，但同时也极易造成颗粒磨损、引发粉尘生成。独立分区式回转窑将回转窑滚筒横截面分割为若干独立小区域，通过增加系统中颗粒与壁面、床层的接触面积以强化传热效率，同时能够降低颗粒运动过程中的机械应力，实现物料温和处理，降低颗粒磨损与粉尘生成。本研究系统开展了分区式滚筒中颗粒横向运动特性的实验研究与数值模拟，探究分区结构设计对颗粒分布与运动状态的影响。选用直径2-4 mm的玻璃珠和聚丙烯颗粒作为试验原料，在横截面以45°间隔均等划分为8个独立区域、内径分别为300 mm、500 mm的两种规格滚筒中进行了试验，考察了填充度（5%-30%）和转速（0.5-8.0 rpm）对颗粒运动状态以及颗粒与壁面接触面长度的影响，并利用离散元法（DEM）模拟予以验证。结果表明，相较于常规滚筒，分区式滚筒使床层表面颗粒平均速度降低60%以上，颗粒最大速度降低50%左右，大幅弱化颗粒间、颗粒与壁面的机械冲击，实现物料温和处理，有效抑制磨损与粉尘；常规滚筒中活性层-被动层间的明显边界被消除，颗粒运动更均匀，使整体换热效率能够进一步提升；分区设计显著增大颗粒与壁面的热交换面积，且填充度越高、转速越快，颗粒与壁面平均接触面长度越大，热处理效率也会越强。

总之，将回转窑滚筒横截面划分为独立小区域的内构件设计，兼顾了“高效传热”与“温和处理”两大核心需求，既突破传统扬料板、链条类内构件“传热强则磨损大”的技术瓶颈，又保留回转窑处理量大、运行稳定的固有优势，具有潜在的工业应用前景。

本文已OA，收录于专刊“2nd International Workshop on Reactive Particle-Gas Systems - Special issue organized by the Collaborative Research Centre BULK-REACTION”。客座编辑为马格德堡大学Dominiquen Thévenin教授、Evangelos Tsotsas教授，以及波鸿鲁尔大学Viktor Scherer教授、Francesca Di Mare教授。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

Hahne, J., Meitzner, C., Zeller, L. M., Jie, H., Bück, A., & Herz, F. (2026). Experimental and DEM analysis of transverse particle motion in a rotary drum with segment internals. Particuology, 112, 24-35. https://doi.org/10.1016/j.partic.2026.02.023

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