本文采用离散元-计算流体动力学（DEM-CFD）方法，从颗粒尺度模拟了三维高炉回旋区中的传输现象和热化学行为。研究了工艺参数（鼓风速度、氧气浓度、鼓风温度、焦炭粒度和分布、风口插入深度和风口倾斜度）对焦炭燃烧特性（气体组分质量分数和反应动力学速率的分布）和热化学行为（颗粒体积分数、回旋区尺寸、碳损和焦炭温度）的影响，通过应力分析揭示了相关的机理，并提出了回旋区尺寸的预测公式。结果表明，O₂ 和 CO 的质量分数分布形状比较相似，都呈气球状。CO₂ 的质量分数分布和反应动力学速率均呈现环形。随着鼓风速度/氧气浓度/焦炭分布宽度的增加以及鼓风温度/焦炭尺寸的减小，回旋区尺寸增大甚至重叠。过大或过小的风口插入深度或风口倾斜度都不利于回旋区的形成。此外，焦炭的碳损、温度和应力也会随着工艺参数的变化而变化。RSM 模型可以很好的预测回旋区深度、宽度和高度。本研究将考虑传输现象的颗粒尺度模型扩展到了实际高炉回旋区的全局视角，而这些关于回旋区中复杂反应行为的新发现将为高炉工艺的优化提供指导。

回旋区，传输现象，高炉，工艺参数，CFD-DEM