液相连续多相反应器的数值模拟
液相连续多相反应器的数值模拟封面图

液相连续多相反应器的数值模拟

杨超, 毛在砂, 著

出版社:化学工业出版社

年代:2014

定价:280.0

书籍简介:

本书共有7章,涉及了关于多相流反应器的不同题目。第一章介绍了本书的背景和目标。介观尺度上的多相流动和传质机理是反应器和结晶器设计和放大的关键,因而第二章是关于颗粒尺度上的多相流动和界面传质。第三章论述连续、间歇或间歇补料模式的多相搅拌槽反应器或结晶器的数值模拟;当传热/传质速率受限时,搅拌槽内的混合对于降低投资和操作费用、提高产量和产品质量是非常重要的,第三章也对多相反应器内的宏观和微观混合有系统的描述。由于气升式内环流反应器结构简单、传质/传热速率高、固体悬浮特性好、混合均匀的优点,在石化、湿法冶金、能源、环境和工业生物过程中多有应用,因此在第四章论述了环流反应器内的流体动力学和传递规律。化学工程设备的小型化带来了巨大的变革,第五章阐述了微反应器内流动和混合的数学模型和数值方法及实验。结晶是广泛使用的化工分离方法,例如结晶器在精细化工和批量药剂的生产中普遍使用,第六章重点讲述了液固结晶器的数学模型和数值模拟。第七章对全文作了总结和展望。

作者介绍:

杨超,男,1971年生,研究员、博士生导师,中国科学院绿色过程与工程重点实验室常务副主任。1998年南京工业大学获博士学位,1998-2000年中科院化工冶金研究所博士后,2005-2006年美国康奈尔大学高访。2010年获国家杰出青年科学基金。   2012年获日本化学工学会亚洲研究奖(SCEJ Asia Research Award)、第四届“侯德榜化工科学技术奖─创新奖”,2011年获第十二届“中国青年科技奖”、中国科学院青年科学家奖,2010年获第十三届“茅以升科学技术奖─北京青年科技奖”、中国石油和化学工业联合会青年科技突出贡献奖,2009年获国家自然科学二等奖、中国石油和化学工业协会技术发明一等奖,还获得省部级科技进步一等奖、二等奖和三等奖各1项。发表期刊论文110多篇、会议报告120多篇,申请发明专利25件,获软件著作权3项,撰写中英文专著7章。   主要从事化学反应工程和多相传递研究,利用数学模型和数值模拟方法,进行多相反应器和结晶器的优化设计和工程放大。主持完成国家重点基金项目、973课题各1项,现负责1项国家重大基金课题、1项973课题。

书籍目录:

Preface ix

CHAPTER 1 Introduction

CHAPTER 2 Fluid fow and mass transfer on particle scale

2.1 Introduction

2.2 Theoretical basis

2.2.1 Fluid mechanics

2.2.2 Mass transfer

2.2.3 Interfacial force balance

2.2.4 Interfacial mass transport

2.3 Numerical methods

2.3.1 Orthogonal boundary-ftted coordinate system

2.3.2 Level set method

2.3.3 Mirror fuid method

2.4 Buoyancy-driven motion and mass transfer of a single particle

2.4.1 Drop, bubble and solid particle motion

2.4.2 Mass transfer to/from a drop

2.5 Mass transfer-induced Marangoni effect

2.5.1 Solute-induced Marangoni effect

2.5.2 Effect of surfactant on drop motion and mass transfer

2.5.3 Surfactant-induced Marangoni effect

2.6 Behavior of particle swarms

2.6.1 Introduction

2.6.2 Forces on single particles

2.6.3 Cell model

2.7 Single particles in shear fow and extensional fow

2.7.1 Mass/heat transfer from a spherical particle in extensional fow

2.7.2 Flow and transport from a sphere in simple shear fow

2.8 Summary and perspective

2.8.1 Summary

2.8.2 Perspective

Nomenclature

References

CHAPTER 3 Multiphase stirred reactors

3.1 Introduction

3.2 Mathematical models and numerical methods

3.2.1 Governing equations

3.2.2 Interphase momentum exchange

3.2.3 RANS method

3.2.4 LES model

3.2.5 Impeller treatment

3.2.6 Numerical details

3.3 Two-phase fow in stirred tanks

3.3.1 Solid?Cliquid systems

3.3.2 Gas?Cliquid systems

3.3.3 Liquid?Cliquid systems

3.4 Three-phase fow in stirred tanks

3.4.1 Liquid?Cliquid?Csolid systems

3.4.2 Gas?Cliquid?Cliquid systems

3.4.3 Liquid?Cliquid?Cliquid systems

3.4.4 Gas?Cliquid?Csolid systems

3.5 Summary and perspective

3.5.1 Summary

3.5.2 Perspective

Nomenclature

References

CHAPTER 4 Airlift loop reactors

4.1 Introduction

4.2 Flow regime identifcation

4.3 Mathematical models and numerical methods

4.3.1 Eulerian?CEulerian two-fuid model

4.3.2 Closure of interfacial forces

4.3.3 Closure of turbulence models

4.3.4 Numerical methods

4.4 Hydrodynamics and transport in airlift loop reactors

4.4.1 Hydrodynamic behavior

4.4.2 Interphase transport phenomena

4.5 Macromixing and micromixing

4.5.1 Macromixing in airlift loop reactors

4.5.2 Micromixing in airlift loop reactors

4.6 Guidelines for design and scale-up of airlift loop reactors

4.7 Summary and perspective

Nomenclature

References

CHAPTER 5 Preliminary investigation of two-phase microreactors

5.1 Introduction

5.2 Mathematical models and numerical methods

5.3 Simulation using lattice Boltzmann method

5.3.1 Numerical simulation of two-phase fow in microchannels

5.3.2 Numerical study of heat transfer in microchannels

5.3.3 Numerical simulation of mass transfer in microchannels

5.4 Experimental

5.4.1 Flow pattern

5.4.2 Pressure drop

5.4.3 Mass transfer performance

5.4.4 Micromixing

5.5 Summary and perspective

Nomenclature

References

CHAPTER 6 Crystallizers: CFD?CPBE modeling

6.1 Introduction

6.2 Mathematical models and numerical methods

6.2.1 General population balance equation

6.2.2 Standard method of moments

6.2.3 Quadrature method of moments

6.2.4 Multi-class method or discretized method

6.3 Crystallizer modeling procedures

6.3.1 Species transport equations

6.3.2 Nucleation and growth kinetics

6.3.3 Aggregation and breakage kernels

6.3.4 Computational details

6.3.5 Simulated results of precipitation processes

6.4 Macromixing and micromixing

6.5 Summary and perspective

Nomenclature

References

Index

内容摘要:

《液相连续多相反应器的数值模拟》系统介绍了液相反应器和反应结晶器内多相混合、流动、传质和反应过程的数学模型、数值方法及实验技术等基础研究和工程应用的内容,涵盖了反应器和颗粒尺度(固体颗粒、气泡和液滴)上的气—液、液—固、液—液、气—液—固、液—液—固和气—液—液等多相特性。《液相连续多相反应器的数值模拟》除了介绍作者及合作者在这些领域的研究新成果外,也广泛搜集国内外的前沿研究成果,向读者做全景式的介绍。
  《液相连续多相反应器的数值模拟》将为多相流反应器和结晶29(例如搅拌槽、环流反应器和微反应9S)的设计、优化和放大提供基础理论和数值方法,作为在化学反应工程、传质与传热、流体力学、结晶学等领域内的科学家和工程师的一本参考书,特别适合于需要掌握先进的计算流体力学和计箅反应工程学工具、用数学模型和数值模拟方法来研究搅拌槽、环流反应器和微反应器的读者,也可供广大化工和冶金工程师以及高等学校相关专业师生参考。

编辑推荐:

《液相连续多相反应器的数值模拟》描述了广大过程工业的工程技术领域内读者都比较感兴趣的重要研究热点和前沿,是多相流反应器和结晶器专业读者的一本理想的参考书,特别适合于企图掌握先进的计算流体力学和计算反应工程学工具、用数学模型和数值模拟方法来研究搅拌槽、环流反应器和微反应器的读者。《液相连续多相反应器的数值模拟》拟包括初入门者需要的基本概念、模型和方法的简介,典型问题的示例,以及前沿研究的新近发展和趋势。对于已经有一定基础的读者,也能提供较全面和专业性强的综述即前沿状况,是一本读者面宽广的专著。

书籍规格:

书籍详细信息
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9787122198525
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出版地北京出版单位化学工业出版社
版次1版印次1
定价(元)280.0语种英文
尺寸24 × 17装帧平装
页数印数

书籍信息归属:

液相连续多相反应器的数值模拟是化学工业出版社于2014.5出版的中图分类号为 TQ052.5 的主题关于 液相-多相流动-反应器-数值模拟 的书籍。