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基于物料在回转窑内传输过程是由其在表面层内滚落运动和固定层内回转运动组成的这一特征，从散体运行的机理出发继承和发展了回转窑单颗粒轨道模型，并首次采用统计平均分析和受力矢量分析研究了窑内颗粒的运动轨迹，从而得出了平均停留时间（MRT）和体积流率（MVF）的简化模型，结合试验采取修正系数εt和εf完善了模型对非均质物料（如城市垃圾）、内构件等工况的适用性，同时对本文模型和几种已有的计算模型进行了比较研究，最后提出了回转窑热解反应器的设计和运行的优化模型。