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摘 要
Abstract
目 录
第1章 绪 论
1.1 课题来源与背景
1.2 气基竖炉直接还原工艺
1.2.1 Midrex工艺
1.2.2 HYL-Ⅲ工艺
1.2.3 BL工艺
1.2.4 H2-铁工艺
1.3 氢气的来源
1.4 研究现状
1.4.1 还原气需求量研究
1.4.2 动力学研究
1.4.3 竖炉内流场研究
1.5 课题研究目的及内容
1.5.1 课题研究的目的
1.5.2 课题研究的内容
第2章 炉内需气量计算
2.1 铁矿石的还原
2.2 竖炉还原段最小需气量计算
2.2.1 还原气利用率
2.2.2 满足还原反应平衡最小还原气量
2.2.3 满足热平衡最小还原气量
2.3 竖炉冷却段最小需气量计算
2.4 本章小结
第3章 基于CFD三维数学模型的流场研究
3.1 CFD三维数学模型的建立
3.1.1 基本假设
3.1.2 模型建立
3.1.3 控制方程
3.1.4 网格划分
3.1.5 边界条件及求解参数的确定
3.2 结果分析
3.2.1 炉顶还原尾气出口压强对流场的影响
3.2.2 炉顶还原尾气出口大小对流场的影响
3.2.3 还原段高度对流场的影响
3.2.4 支管直径大小对流场的影响
3.2.5 支管长度对流场的影响
3.2.6 炉顶单、双还原尾气出口对流场的影响
3.2.7 还原段单、双还原气入口对流场的影响
3.3 本章小结
第4章 基于CFD-DEM二维耦合数学模型的流场研究
4.1 CFD-DEM二维耦合数学模型的建立
4.1.1 基本假设
4.1.2 模型建立
4.1.3 计算模型和控制方程
4.1.4 网格划分
4.1.5 基本参数确定
4.1.6 求解设置
4.2 竖炉内气流速度结果分析
4.2.1 竖炉还原段直径对炉内气流速度的影响
4.2.2 还原气量对炉内气流速度的影响
4.2.3 竖炉还原段炉身角对炉内气流速度的影响
4.2.4 支管倾斜角度对炉内气流速度的影响
4.3 竖炉内气流压强结果分析
4.3.1 竖炉还原段直径对炉内气流压强的影响
4.3.2 还原气量对炉内气流压强的影响
4.3.3 竖炉还原段炉身角对炉内气流压强的影响
4.3.4 支管倾斜角度对炉内气流压强的影响
4.4 本章小结
第5章 竖炉还原段内还原过程的研究
5.1 二维数学模型的建立
5.1.1 模型建立
5.1.2 控制方程
5.1.3 网格划分及边界条件确定
5.1.4 求解设置
5.2 结果分析
5.2.1 还原气为纯H2时的结果分析
5.2.2 配入N2对还原结果的影响
5.2.3 配入CH4对还原结果的影响
5.3 本章小结
结 论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致 谢
燕山大学;
