本文借助流体力学软件FLUENT，对新型干法水泥回转窑普遍采用的三心大蜗壳式旋风预热器旋风筒单体，模拟计算了其内部的气固两相流运动行为。在深入了解预热器旋风筒的基础上，模拟研究了多种情况下的气固两相流流场、颗粒运动轨迹、压降及分离效率等。从确定预热器旋风筒的模型和计算方法，到整个研究工作的结束，做了大量的模型。 其主要的一些研究工作有：①通过对比分析标准k-ε、RNG k-ε及RSM三种模型，多种压力插补格式，以及多种差分格式的模拟结果，确定了一套最适合预热器旋风筒的数值模拟计算方法；同时还通过分析确定了比较适合预热器旋风筒的两相流模型。②分析了预热器旋风筒内部气流场的流动特性，包括其内部速度、湍流结构及压强分布的特性，以及气相颗粒在流场中的运动行为。③分析了多种预热器旋风筒的结构参数和操作参数与其工作性能的关系，包括入口气流速度、内筒插入深度及颗粒粒径等对预热器旋风筒的影响。④通过对普通结构的预热器旋风筒两相流场模拟结果的分析，本文设计了一种斜顶偏心结构的预热器旋风筒，并做了相应的模拟研究。 基于模拟研究结果，得到了相应的一些主要结论：①模拟必须采用基于各向异性的RSM湍流模型，同时还要相应的采用二阶迎风格式和PRESTO压力插补格式，才能获得较理想的模拟结果。②预热器旋风筒内主流是双层旋流，以零轴速包络面为界，外部是向下旋转的外旋流，中心是向上旋转的内旋流，且他们的旋转方向是相同的。预热器旋风筒中的颗粒运动非常复杂，且带有很大的随机性。尤其是小直径颗粒，即使颗粒直径相同、初始位置相同，它们的运动轨迹也可能不同。③随着入口气流速度的增大，分离效率有所提高，但却是以过大的能量消耗为代价的。排气管的插入深度对于预热器旋风筒的压降和分离效率来说是互相矛盾的因素：随着排气管插入深度增大，压降越来越大，但分离效率也会相应提高。④斜顶偏心结构对旋风筒的工作性能的提高很有意义。