气固两相流的"超可压缩性"
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作者张晨曦
出版社科学出版社
ISBN9787030681256
出版时间2021-03
装帧平装
开本16开
定价118元
货号1202320286
上书时间2024-09-04
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目录
前言
章 绪论 1
1.1 气固两相流与流化床反应器 1
1.1.1 气固两相流 1
1.1.2 气固流化床反应器 7
1.2 相结构与反应器停留时间分布 12
1.2.1 气固两相流的相结构 12
1.2.2 流化床反应器的停留时间分布 18
1.2.3 相结构与停留时间分布的关系 23
1.3 气固两相流可压缩性 28
1.3.1 连续性假设与可压缩性 28
1.3.2 变截面颗粒流的噎塞现象 30
1.3.3 颗粒圆柱绕流的类激波现象 32
1.4 超流与朗道准粒子理论 33
1.4.1 超流体与低温物理 33
1.4.2 超流体的典型特征 37
1.4.3 二流体唯象模型与朗道准粒子理论 39
1.5 本书框架 45
参考文献 46
第2章 气固相结构 47
2.1 引言 47
2.2 气固相结构：气穴相与颗粒聚团 48
2.2.1 实验测量技术 48
2.2.2 颗粒体积分数的概率密度分布 52
2.2.3 气穴相与颗粒聚团的特征 57
2.3 气固相分离的稳定性分析 64
2.3.1 稳定性与李雅普诺夫稳定性分析 65
2.3.2 气固拟均相失稳判据 70
2.3.3 理想与非理想状态方程 78
2.3.4 气穴相与颗粒聚团两相共存 85
2.4 相结构与气固返混的定量关系 91
2.4.1 气固相浓度与返混的测量 92
2.4.2 气固流态化中返混的成因 96
2.5 本章小结 99
参考文献 100
第3章 气固两相流的超可压缩性 101
3.1 引言 101
3.2 单相可压缩流 102
3.2.1 无黏可压缩流的控制方程 102
3.2.2 压力波与波动方程 104
3.2.3 一维定常管流 110
3.2.4 二维激波现象 114
3.3 气固拟均相可压缩流 118
3.3.1 相密度与状态方程 118
3.3.2 等熵过程 120
3.3.3 气固拟均相声速与马赫数 121
3.4 气固可压缩双流体模型 123
3.4.1 气固两相控制方程 124
3.4.2 气固两相耦合模型 127
3.4.3 双流体模型的弛豫时间 130
3.5 “超可压缩流”与类准粒子模型 133
3.5.1 颗粒聚团的数学描述 133
3.5.2 气穴相的数学描述 135
3.5.3 超可压缩流-气穴相与颗粒聚团的相互作用 137
3.5.4 准粒子模型的适定性与稳定性 141
3.6 本章小结 148
参考文献 148
第4章 一维可压气固两相变截面流 150
4.1 引言 150
4.2 一维气固稀相变截面流动 151
4.2.1 相密度与状态方程 151
4.2.2 等熵过程与声速 152
4.2.3 变截面流与噎塞 153
4.3 稀相过孔相分离的应用：新型旋风分离器 155
4.3.1 旋风分离器工作原理 155
4.3.2 带缩口结构的旋风分离器 158
4.4 一维气固密相变截面流 164
4.4.1 颗粒流的强可压缩性 165
4.4.2 气固密相流化的临界状态 171
4.4.3 密相颗粒流数学框架的稳定性分析 175
4.5 密相过孔相分离的应用：多段流化床 178
4.5.1 多孔板对RTD的调变 179
4.5.2 多段流化床甲醇制芳烃 187
4.5.3 其他工业应用 194
4.6 本章小结 198
参考文献 198
第5章 二维气固两相可压缩流 200
5.1 引言 200
5.2 气固两相流的类激波结构 201
5.2.1 强可压缩性与激波 201
5.2.2 流体中的激波现象 203
5.2.3 气固拟均相流的激波现象 207
5.2.4 二维颗粒聚团和气穴相传播 208
5.3 气泡的形成与测量 211
5.3.1 气泡的描述 211
5.3.2 气泡的实验测量 213
5.3.3 类激波气泡的稳定性分析 217
5.3.4 气泡尺寸对反应过程的影响 222
5.4 新型多段喷动流化床 226
5.4.1 喷动流化床与伞型构件 226
5.4.2 CFD-DEM数值计算方法 228
5.4.3 伞型构件的可控分相 232
5.4.4 分相机制的理论分析 238
5.5 本章小结 241
参考文献 241
编后记 243
内容摘要
《气固两相流的“超可压缩性”》围绕气固两相流优异流动性和传递能力的显著特点，抓住其与低温物理“超流”的相似性，提出气固两相流的“超可压缩性”概念，借鉴朗道准粒子模型建立描述气固两相流“超可压缩性”这一宏观量子效应的理论框架。在此基础上，面向气固两相流相结构调控这一核心问题，基于实验建立颗粒相压力、颗粒温度和固体颗粒体积分数的定量关系，对于不同颗粒温度的气固流动体系通过颗粒相压力的变化调控气固相结构。进一步地，深刻理解“超可压缩性”气固一维变截面流的噎塞与二维钝体绕流的类脱体激波现象，面向生产实践设计了一维多孔板和二维伞型构件，实现了气固流化床反应器内停留时间分布的精准调控。
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