冶金反應工程學基礎

     目錄
   1緒論
    1.1冶金科學的發(fā)展及冶金反應工程學
    1.2冶金反應工程學的范疇及與相關學科的關系
    1.2.1傳遞過程
    1.2.2冶金宏觀動力學
    1.2.3過程解析
    1.2.4比例放大
    1.3冶金反應工程學的數(shù)學模型
    1.3.1反應器內各主要反應的宏觀動力學方程
    1.3.2反應器內主要傳遞過程方程
    1.3.3衡算方程
    1.3.4方程中的系數(shù)
   1.4冶金反應器的分類
   習題
   參考文獻
    第一篇 冶金宏觀動力學概論
   2氣體－固體間反應
    2.1引言
    2.2不生成固體產(chǎn)物層的無孔顆粒與氣體間反應
    2.2.1反應過程描述及模型化
    2.2.2反應過程數(shù)學模型的解
    2.3生成固體產(chǎn)物層的無孔顆粒與氣體間反應
    2.3.1反應過程描述及模型化——縮小的未反應核模型
    2.3.2反應過程數(shù)學模型的解及討論
    2.3.3反應過程數(shù)學模型解的擴展
    2.4多孔固體與氣體間反應
    2.4.1多孔固體的氣化反應
    2.4.2有固體產(chǎn)物生成的多孔固體與氣體間的反應
    習題
    參考文獻
   3氣體－液體間反應
    3.1氣泡與液體間反應
    3.1.1氣泡的形成
    3.1.2氣泡在液體中的運動
    3.1.3氣泡與液體間的傳質
    3.1.4氣泡與液體間的反應
    3.2持續(xù)接觸的氣液相間反應
    3.2.1氣液間傳質理論概述
    3.2.2界膜模型在氣液反應中的應用
    習題
    參考文獻
   4液體－液體間反應
    4.1渣和金屬反應概述
    4.2渣和金屬反應的速度表達式
    習題
    參考文獻
   5液體－固體間反應
    5.1固體在液態(tài)金屬中的溶解
    5.1.1供熱為控制步驟情況
    5.1.2液體邊界層內擴散為控制步驟情況
    5.2浸出過程
    5.2.1浸出反應過程
    5.2.2浸出過程解析
    習題
    參考文獻
   6固體－固體間反應
    6.1固體－固體加成反應模型
    6.1.1化學反應控制模型
    6.1.2擴散控制模型
    6.2有氣體中間產(chǎn)物的固－固反應模型
    6.2.1模型表達式
    6.2.2極限情況的討論
    習題
    參考文獻
    第二篇 反應器理論基礎
   7理想反應器
    7.1有關理想反應器的基本概念
    7.1.1理想流動模型和理想反應器
    7.1.2停留時間、空間時間和空間速度
    7.1.3反應器分析與設計的基礎
    7.2間歇式全混槽
    7.2.1基本方程
    7.2.2等溫操作的解
    7.2.3絕熱操作的解
    7.2.4間歇式全混槽設計計算舉例
    7.3連續(xù)式全混槽
    7.3.1基本方程
    7.3.2等溫等容解
    7.3.3連續(xù)式全混槽設計計算舉例
    7.4半連續(xù)式全混槽
    7.4.1第一種情況的物質衡算方程
    7.4.2第二種情況的物質衡算方程
    7.4.3熱量衡算方程
    7.5活塞流反應器
    7.5.1基本方程
    7.5.2絕熱解和等溫解
    7.5.3活塞流反應器設計計算舉例
    7.6串聯(lián)全混槽
    7.6.1只有一種流體的情況
    7.6.2有兩種流體的情況
    7.7理想反應器的比較
    7.7.1操作特性的比較
    7.7.2轉化率的比較
    7.7.3反應器容積的比較
    7.7.4理想反應器數(shù)學模型的啟示
    7.8反應器選擇的一般原則
    7.8.1單一反應
    7.8.2復雜反應
    習題
    參考文獻
   8非理想流動反應器
    8.1停留時間分布
    8.1.1停留時間分布概念
    8.1.2停留時間分布函數(shù)
    8.2停留時間分布函數(shù)的數(shù)學特性
    8.2.1分布的均值t
    8.2.2分布的方差σ2
    8.2.3δ函數(shù)和單位階梯函數(shù)
    8.2.4卷積分
    8.2.5傳遞函數(shù)
    8.3停留時間分布的實驗測定
    8.3.1刺激－響應實驗技術
    8.3.2C曲線和E曲線
    8.3.3F曲線
    8.3.4閉式反應器中不同流動類型的F C和E曲線
    8.4停留時間分布信息的應用
    8.4.1利用分布的方差判斷流動類型
    8.4.2利用分布曲線分析流體流動狀態(tài)
    8.4.3利用分布函數(shù)預測反應的效率
    8.5非理想流動反應器數(shù)學模型
    8.5.1擴散模型
    8.5.2槽列模型
    8.5.3組合模型
    8.5.4示蹤劑法測定技術和非理想流動模型在冶金中的應用舉例
    習題
    參考文獻
   9攪拌和反應器內液體的混合
    9.1攪拌對冶金反應的意義
    9.2冶金中應用的攪拌方式
    9.3氣體攪拌
    9.3.1氣體攪拌的類型
    9.3.2混合時間的實驗測定
    9.3.3tm與ε之間關系的理論分析
    9.3.4氣體攪拌功率的計算
    9.4機械攪拌
    9.4.1攪拌器的主要參數(shù)
    9.4.2機械攪拌的功率密度
    9.5電磁攪拌
    9.5.1概述
    9.5.2電磁攪拌的類型
    9.5.3電磁攪拌的基本理論分析
    9.5.4電磁攪拌在冶金中的應用舉例
    習題
    參考文獻
    第三篇 典型冶金反應器的操作特性及解析方法
   10冶金過程的物理模擬
    10.1概述
    10.1.1?；ā祟愓J識自然的一種科學的研究方法
    10.1.2物理模擬實驗的意義
    10.1.3物理模擬的一般原則
    10.1.4冶金研究中物理模型的分類
    10.2相似特征數(shù)的求法
    11.2.1相似原理——物理模擬的理論基礎
    10.2.2相似特征數(shù)的求法
    10.2.3無因次方程的獲得
    10.3物理模擬實驗
    10.3.1探索性實驗
    10.3.2確定物理模型實驗條件
    10.3.3半嚴格的物理模型實驗
    10.3.41：1幾何相似比的應用
    10.3.5流動顯示和測試技術簡介
    習題
    參考文獻
   11數(shù)學模擬和數(shù)學模型化方法
    11.1數(shù)學模型的分類
    11.1.1按對現(xiàn)象認識程度的數(shù)學模型分類
    11.1.2按其他特征的數(shù)學模型分類
    11.2建立數(shù)學模型的步驟
    11.2.1初步研究
    11.2.2建立數(shù)學模型
    11.2.3模型參數(shù)的估算
    11.2.4編制程序和計算
    11.2.5數(shù)學模型適用性檢驗
    11.3數(shù)學模型的選擇
    習題
    參考文獻
   12冶金氣－固反應器
    12.1固定床反應器操作特性解析
    12.1.1非催化反應等溫固定床操作特性解析
    12.1.2以氣體凈化為目的的固定床操作解析
    12.2移動床反應器操作特性解析
    12.2.1移動床反應器操作解析概述
    12.2.2逆流式移動床反應器等溫操作解析
    12.2.3非等溫逆流式移動床反應器內的溫度分布
    12.3流化床反應器
    12.3.1流化床反應器操作解析概述
    12.3.2間歇式等溫非催化反應流化床反應器的操作解析
    12.3.3多段連續(xù)式等溫流化床反應器的操作解析
    12.3.4流化床反應器的兩相模型
    12.4回轉窯反應器
    12.4.1回轉窯操作特點及數(shù)學模型概述
    12.4.2回轉窯過程數(shù)學模型及其應用
    習題
    參考文獻
   13冶金氣－液反應器
    13.1冶金氣－液反應器及其數(shù)學模型研究概述
    13.2氧氣射流及液面沖擊坑的形狀和表面積
    13.2.1拉伐爾噴嘴的氧氣射流
    13.2.2液面沖擊坑的形狀和表面積
    13.3底吹氬鋼包流動的數(shù)學模型
    13.3.1氣液兩相流模型
    13.3.2流函數(shù)－渦量法
    13.4真空脫氣反應器（鋼包）的數(shù)學模型
    13.4.1RH真空脫氣過程模型
    13.4.2RH真空脫氣鋼包內鋼水流動及脫碳反應模型
    習題
    參考文獻
   14冶金液－液反應器
    14.1渣金反應為主的冶金反應器操作解析概述
    14.2不同接觸方式的渣金反應操作解析
    14.2.1間歇式持續(xù)接觸
    14.2.2渣滴連續(xù)通過金屬相的短促接觸
    14.2.3金屬滴連續(xù)通過渣相的短促接觸
    14.2.4連續(xù)式渣金兩相逆流接觸
    14.3浸入式噴粉精煉過程數(shù)學模型
    14.3.1模型假定
    14.3.2基本方程的推導
    14.3.3渣相中硫化物飽和時的修正
    14.3.4數(shù)值計算方法及對噴粉實驗的模擬計算結果
    習題
   參考文獻
   附錄I 物理量和化學量的因次
   附錄Ⅱ 常用無因次特征數(shù)
   附錄Ⅲ 不同坐標系中的Navier－St0kes方程和擴散方程
   附錄Ⅳ 常用物質的物性值選輯
   主題索引
   主要符號表