回转窑内壁周期性的与高温气体和物料进行间歇接触，窑壁从高温气体吸热，又将热量传递给物料，交替发生蓄热、放热过程;窑筒体外壁仅向周围大气散热，造成热损失。
因此，窑内壁的温度呈现周期性变化，在单个周期内实际传热过程属于非稳态。回转窑内气体流动及传热机理较为复杂，从宏观上分析，当回转窑处于稳定运行状态时，除了窑内壁表面温度因为蓄热、放热呈现明显的周期性变化以外，其余的物理量基本可以认为不随运行时间而改变。因此，我们可以通过建立导热方程来探讨窑筒体的非稳态传热过程，加强对回转窑的内壁蓄热、放热规律的了解。
根据对回转窑的热平衡测试得知，窑筒体外表面同一位置的温度基本上不随运行时间而改变，而对应的窑内壁的温度呈周期性变化，则在窑筒体内外表面之间，必存在一个分界处，该分界处往内，窑筒体温度随时间而改变，该分界处往外，窑筒体温度不随时间而改变。相应的，窑壁就可简化为两个区域：
1、窑内壁与气体、物料交替接触温度循环变化的一个薄层，即从窑内径Rl到分界处半径凡之间的部分；
2、在循环变化层外面温度基本不随时间变化的稳态层，即从分界处半径风到窑外径的部分。
在对窑壁温度进行计算时，可先对分界处的位置给定一个估计参数，分别对循环变化层和稳态层建立传热模型，计算获得它们的温度分布，并计算流进和流出分界处的热流量，通过判断这两个热流量是否近似相等作为估计参数是否合理的判断依据，若误差大于设定的范围，则对估计参数进行修正，直到误差小于或等于设定的范围。这样就获得了窑筒体内的温度分布情况。
