صنعت سیمان به عنوان یک صنعت با مصرف انرژی بسیار بالا در میان دیگر صنایع مطرح می باشد. از این رو لازم است توجه بیشتری در خصوص بررسی میزان مصرف انرژی و ارائه راهکارهایی جهت کاهش مصرف سوخت در این صنعت، صورت گیرد. این تحقیق دو هدف را دنبال می کند. هدف اول، ارائه یک مدل ریاضی برای کارخانه سیمان و هدف دوم آنالیزجرم و انرژی واکسرژی آن واحد می باشد. جهت مدلسازی، مدلهای جداگانه ای بر پایه ی قوانین بقای جرم و انرژی برای قسمتهای مختلف آن که شامل پیش گرمکن، کوره و خنک کن و اسیاب مواد و ... می باشد، ارائه شده است و مدلسازی با نوشتن معادلات موازنه جرم و انرژی و اکسرژی برای هر قسمت ، عملکرد آن ارزیابی می گردد با توجه به تطابق قابل قبولی که بین نتایج حاصل از مدلسازی و داده های واقعی در آنالیز جرم مشاهده می شود، می توان از دقت عملکرد مدل اطمینان حاصل نمود و به بررسی اثر پارامترهای مختلف بر میزان سوخت مصرفی واحد پخت پرداخت. جهت آنالیز اکسرژی با در نظر گرفتن واحد پخت به عنوان یک حجم کنترل، معادلات موازنه اکسرژی برای این واحد نوشته شده است. معادلات نوشته شده جهت آنالیز اکسرژی توسط روشهای تحلیلی قابل حل می باشند. در این قسمت میزان اکسرژی جریانهای ورودی و خروجی واحد محاسبه شده و در نهایت بازده اکسرژی واحد پخت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش دمای مواد خام ورودی به پیش گرمکن، افزایش دمای هوای ثالثیه، افزایش دما و دبی جرمی مواد ورودی به کوره، کاهش سرعت دوران کوره و افزایش بازدهی خنک کن باعث کاهش میزان سوخت مصرفی واحد پخت خواهد شد