化學(xué)反應(yīng)器中的宏觀與微觀混合 作者：毛在砂，楊超 著 出版時(shí)間：2020年版 內(nèi)容簡(jiǎn)介 混合是化學(xué)工業(yè)以及相關(guān)的過程工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域不可或缺的單元操作之一?！痘瘜W(xué)反應(yīng)器中的宏觀與微觀混合》主要論述評(píng)價(jià)混合技術(shù)和設(shè)計(jì)優(yōu)劣的三種實(shí)用指標(biāo)：宏觀混合的混合時(shí)間、微觀混合的離集指數(shù)、連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器的停留時(shí)間分布，包括它們的意義、實(shí)驗(yàn)測(cè)定和數(shù)值模擬，以及在混合技術(shù)評(píng)價(jià)上的作用。本書聚焦多種以液相為連續(xù)相的化學(xué)反應(yīng)器，包括攪拌槽、環(huán)流反應(yīng)器、固定床等，重點(diǎn)是混合程度和混合速率定量的指標(biāo)和描述，包括研究的工業(yè)攪拌應(yīng)用背景、混合機(jī)理、模型化的研究現(xiàn)狀和今后的發(fā)展趨勢(shì)。 《化學(xué)反應(yīng)器中的宏觀與微觀混合》將為混合設(shè)備（例如攪拌槽、環(huán)流反應(yīng)器）的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和放大提供基礎(chǔ)理念、實(shí)驗(yàn)測(cè)定和數(shù)值計(jì)算方法，適合化工、制藥、材料、生物、食品等領(lǐng)域科技工作者閱讀，也可供高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)師生學(xué)習(xí)參考。 目錄 第1章混合概述001 1.1過程工業(yè)中的混合001 1.1.1化學(xué)反應(yīng)器中的混合001 1.1.2單元操作中的混合003 1.1.3均相混合與非均相混合004 1.2混合設(shè)備006 1.2.1攪拌槽006 1.2.2環(huán)流反應(yīng)器018 1.2.3高剪切混合器021 1.2.4射流混合器023 1.2.5靜態(tài)混合器026 1.2.6捏合/擠出設(shè)備027 1.3其它形式反應(yīng)器的混合強(qiáng)化030 參考文獻(xiàn)033 第2章混合過程和機(jī)理035 2.1混合體系中的流動(dòng)-宏觀混合035 2.1.1攪拌槽的基本流型035 2.1.2攪拌槽流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型037 2.1.3流動(dòng)與宏觀混合的關(guān)系040 2.1.4宏觀混合的基本理念041 2.2混合體系中的傳熱043 2.3混合體系中的傳質(zhì)043 2.4化學(xué)反應(yīng)-微觀混合046 2.4.1簡(jiǎn)單反應(yīng)體系046 2.4.2平行復(fù)雜反應(yīng)047 2.4.3連串復(fù)雜反應(yīng)048 2.4.4化學(xué)沉淀049 2.4.5微觀混合的基本理念050 2.5混合研究的發(fā)展趨勢(shì)053 參考文獻(xiàn)054 第3章宏觀混合的實(shí)驗(yàn)研究056 3.1混合的特征指標(biāo)056 3.1.1混合時(shí)間057 3.1.2混合時(shí)間的其它定義061 3.1.3宏觀混合的其它指標(biāo)063 3.2宏觀混合實(shí)驗(yàn)068 3.2.1示蹤劑069 3.2.2示蹤實(shí)驗(yàn)技術(shù)070 3.3典型反應(yīng)器的宏觀混合097 3.3.1單液相體系100 3.3.2多相體系101 3.4小結(jié)125 參考文獻(xiàn)127 第4章宏觀混合的模型和數(shù)值模擬研究133 4.1 混合時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?33 4.1.1經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式133 4.1.2主體循環(huán)模型135 4.1.3擴(kuò)散模型136 4.1.4分區(qū)模型137 4.2混合時(shí)間的CFD模型138 4.2.1宏觀流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型139 4.2.2示蹤劑傳遞的數(shù)學(xué)模型141 4.2.3數(shù)值模擬步驟144 4.3單相體系混合的數(shù)值模擬145 4.3.1攪拌槽145 4.3.2其它混合/反應(yīng)設(shè)備151 4.4多相體系混合的數(shù)值模擬157 4.4.1多相體系的宏觀混合數(shù)學(xué)模型158 4.4.2氣液兩相體系的宏觀混合159 4.4.3鼓泡塔和環(huán)流反應(yīng)器166 4.4.4液固兩相體系168 4.4.5液液兩相體系170 4.4.6氣液固和其它多相體系172 4.5宏觀混合數(shù)值模擬的新思考177 4.5.1宏觀混合的純流體力學(xué)模型177 4.5.2宏觀混合和空間均勻分布的關(guān)系179 4.6小結(jié)180 參考文獻(xiàn)181 第5章反應(yīng)器停留時(shí)間分布186 5.1停留時(shí)間分布和宏觀混合性能的關(guān)系186 5.1.1停留時(shí)間分布（RTD）186 5.1.2宏觀混合的定量指標(biāo)189 5.1.3RTD與宏觀混合時(shí)間的聯(lián)系190 5.1.4反應(yīng)器中年齡的時(shí)空分布192 5.2RTD的實(shí)驗(yàn)測(cè)定199 5.2.1RTD的測(cè)定技術(shù)199 5.2.2非理想流動(dòng)的RTD 200 5.2.3流動(dòng)反應(yīng)器的RTD 202 5.3停留時(shí)間分布的模型和模擬204 5.3.1停留時(shí)間分布的模型化204 5.3.2停留時(shí)間分布的數(shù)值模擬210 5.3.3不依賴示蹤劑的數(shù)值模擬211 5.3.4停留時(shí)間分布的隨機(jī)過程模擬216 5.4多相體系的RTD220 5.4.1多相體系RTD的實(shí)驗(yàn)測(cè)定220 5.4.2多相體系RTD的數(shù)值模擬223 5.4.3多相體系中年齡空間分布的模擬232 5.5管式反應(yīng)器的混合強(qiáng)化233 5.6小結(jié)241 參考文獻(xiàn)242 第6章微觀混合的實(shí)驗(yàn)研究245 6.1基本概念和定義245 6.1.1微觀混合時(shí)間246 6.1.2離集指數(shù)254 6.2復(fù)雜測(cè)試反應(yīng)258 6.2.1平行競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)258 6.2.2連串競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)264 6.2.3化學(xué)沉淀267 6.3實(shí)驗(yàn)方法269 6.3.1離集指數(shù)測(cè)定269 6.3.2宏-微混合聯(lián)合測(cè)量274 6.3.3微觀混合時(shí)間的估算279 6.4反應(yīng)器內(nèi)微觀混合過程研究285 6.4.1攪拌槽反應(yīng)器285 6.4.2環(huán)流反應(yīng)器315 6.4.3膜反應(yīng)器323 6.4.4靜態(tài)混合器328 6.4.5撞擊流反應(yīng)器330 6.4.6其它反應(yīng)器337 6.5微觀混合強(qiáng)化342 6.5.1各種形式反應(yīng)器的比較342 6.5.2微觀混合強(qiáng)化技術(shù)344 6.6小結(jié)349 參考文獻(xiàn)351 第7章微觀混合的模型和數(shù)值模擬研究358 7.1歷史回顧358 7.2經(jīng)驗(yàn)和機(jī)理模型360 7.2.1經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?61 7.2.2機(jī)理模型372 7.2.3宏觀和微觀混合結(jié)合的模型387 7.2.4微觀混合時(shí)間估算390 7.3基于CFD的微觀混合數(shù)值模擬390 7.3.1模擬策略390 7.3.2基于加料點(diǎn)流場(chǎng)的模擬392 7.3.3基于全流場(chǎng)的模擬398 7.4多相體系的模擬431 7.4.1液固體系432 7.4.2氣液體系434 7.4.3化學(xué)沉淀435 7.5全CFD模擬展望461 7.5.1模型和模擬工作小結(jié)461 7.5.2機(jī)理模型耦合CFD的微觀混合模擬463 7.5.3值得深入的課題465 參考文獻(xiàn)466 第8章微通道器件中的混合474 8.1微通道器件及應(yīng)用474 8.2混合性能的表征479 8.2.1微通道的混合性能479 8.2.2混合性能的指標(biāo)480 8.2.3其它形式的指標(biāo)483 8.3混合性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)定485 8.3.1可視化實(shí)驗(yàn)技術(shù)485 8.3.2化學(xué)反應(yīng)探針法491 8.3.3多相體系的實(shí)驗(yàn)研究494 8.4混合過程的CFD模型和模擬498 8.4.1計(jì)算流體力學(xué)方法的適用性498 8.4.2CFD數(shù)學(xué)模型500 8.4.3LBM方法507 8.4.4微通道混合的數(shù)值模擬510 8.5小結(jié)527 參考文獻(xiàn)528 第9章混合研究的新課題532 參考文獻(xiàn)542 符號(hào)說明543 索引549