社会经济的发展离不开能源的消耗。随着我国经济的高速发展,能源消费量也飞速增加。我国是世界上第二大能源消耗国,建材行业是排在冶金行业、化工行业后的第三能耗大户。水泥行业能耗与污染情况不容乐观,必须加强节能减排。同时,水泥回转窑表面散热量可达到3-5MW,人们往往忽略这部分热量,将其完全排入大气。因此,水泥回转窑筒体余热回收利用技术的研究,对于充分合理的利用这种资源,提高水泥厂余热梯级利用和能源利用率、有效降低余热排放的热污染、保护生态环境具有重要积极意义。本文主要工作如下所示：1.对国内外现有的水泥回转窑余热回收利用系统的结构型式,运行特点及分析方法进行了综合概述；并充分考虑回转窑实际运行情况及回转窑温度分布后,本课题组设计了一种回转窑余热回收利用系统。2.建立了集热器物理模型；对其进行网格划分,网格质量验证,网格无关性验证；设置好各个域的边界条件；选择湍流模型及辐射模型；根据实际情况,选择本文适合的求解器。3.对集热器进行数值模拟。得出不同流动型式及不同结构型式集热器,空气域和水域的温度云图。改变不同结构型式集热器水域的进口流量,得出不同流量下换热管横截面内温度分布,与实际情况相符合。改变不同结构型式集热器水域的进口流量,得出性能较好的集热器型式。改变不同结构型式集热器水域的进口流量,得出换热管外壁换热量,换热管外壁吸收辐射热量及换热管内水吸收热量的关系。4.在水泥厂设备正常运行基础上搭建了实验平台,真实反映集热器性能及对生产的影响。对集热器一些参数进行观测,记录,分析,得出不同集热器内的换热量；集热器吸热量的影响因素；并将实验结果与数值分析结果进行对比。5.对集热器进行传热过程分析,采用热网络模型,进行合理假设后,建立并求解了其传热数学模型,得出各个过程换热量和能量收支平衡情况,并与实验结果进行对比。