| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-21页 |
| 1.1 课题研究背景 | 第10页 |
| 1.2 直接还原 | 第10-15页 |
| 1.2.1 经典气基竖炉直接还原工艺 | 第10-13页 |
| 1.2.2 直接还原的发展状况 | 第13-15页 |
| 1.3 相关课题发展状况 | 第15-18页 |
| 1.3.1 氢气竖炉还原进展 | 第15-17页 |
| 1.3.2 直接还原温度场的研究现状 | 第17页 |
| 1.3.3 直接还原流场研究进展 | 第17-18页 |
| 1.4 课题的主要内容及价值 | 第18-19页 |
| 1.4.1 课题的主要内容 | 第18-19页 |
| 1.4.2 课题的研究价值 | 第19页 |
| 1.5 课题的研究方法 | 第19-21页 |
| 第2章 还原段内氢气流动规律及需求量研究 | 第21-32页 |
| 2.1 氢气竖炉的作用 | 第21页 |
| 2.2 氢气流过铁矿石的运动规律 | 第21-23页 |
| 2.2.1 多孔介质Darcy模型 | 第21-22页 |
| 2.2.2 扩展Darcy模型 | 第22-23页 |
| 2.3 氢气在还原段内的反应速率 | 第23-25页 |
| 2.4 竖炉还原段内氢气的需求量 | 第25-29页 |
| 2.4.1 竖炉直接还原过程中氢气最小需要量 | 第25-28页 |
| 2.4.2 满足竖炉内传热所需氢气量 | 第28-29页 |
| 2.5 物料受力分析 | 第29-31页 |
| 2.6 本章小结 | 第31-32页 |
| 第3章 氢气直接还原竖炉还原段内温度场分析 | 第32-53页 |
| 3.1 H_2还原氧化铁的热力学分析 | 第32-37页 |
| 3.1.1 热输入 | 第32-35页 |
| 3.1.2 热输出 | 第35-37页 |
| 3.1.3 竖炉收支平衡表 | 第37页 |
| 3.2 标准吉布斯自由能 DG | 第37-38页 |
| 3.3 平衡常数K | 第38页 |
| 3.4 还原反应方向的判断 | 第38-41页 |
| 3.5 氢气竖炉还原段内温度场求解 | 第41-45页 |
| 3.6 氢气竖炉还原段气固传热数值模拟与分析 | 第45-47页 |
| 3.6.1 网格划分 | 第45-46页 |
| 3.6.2 气固传热基本方程 | 第46-47页 |
| 3.6.3 边界条件 | 第47页 |
| 3.7 还原段内气固传热数值模拟 | 第47-51页 |
| 3.7.1 还原段内温度由瞬态达到稳态的变化 | 第47-48页 |
| 3.7.2 不同氢气量下还原段内气固相温度变化 | 第48-49页 |
| 3.7.3 稳态时不同位置氢气的还原速度 | 第49-50页 |
| 3.7.4 还原段内气体体积分数变化 | 第50页 |
| 3.7.5 还原段内矿石成分变化 | 第50-51页 |
| 3.8 本章小结 | 第51-53页 |
| 第4章 氢气直接还原竖炉还原段内流场数值模拟 | 第53-67页 |
| 4.1 计算流体动力学理论 | 第53页 |
| 4.2 基本假设 | 第53-54页 |
| 4.3 控制方程 | 第54-55页 |
| 4.4 边界条件 | 第55页 |
| 4.5 仿真结果与分析 | 第55-65页 |
| 4.5.1 炉顶压强对流场影响 | 第56-58页 |
| 4.5.2 炉顶出口直径对流场影响 | 第58-60页 |
| 4.5.3 氢气通入量对还原段流场影响 | 第60-63页 |
| 4.5.4 氢气温度对流场影响 | 第63-65页 |
| 4.6 本章小结 | 第65-67页 |
| 第5章 基于Ansys遗传算法对还原段内流场进行优化 | 第67-77页 |
| 5.1 基于响应曲面多因素对流场的影响分析 | 第68-71页 |
| 5.1.1 氢气竖炉还原段内流场实验点设计 | 第68-69页 |
| 5.1.2 多因素影响流场的响应曲面分析 | 第69-71页 |
| 5.2 基于Design Explore的氢气竖炉还原段内流场优化 | 第71-74页 |
| 5.2.1 优化设计理论概述 | 第71-72页 |
| 5.2.2 遗传优化算法的实现 | 第72页 |
| 5.2.3 目标函数 | 第72-74页 |
| 5.3 优化结果 | 第74-75页 |
| 5.4 本章小结 | 第75-77页 |
| 结论 | 第77-79页 |
| 参考文献 | 第79-82页 |
| 致谢 | 第82页 |