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![流态化手册](https://www.shukui.net/cover/71/32286781.jpg)
- 郭慕孙,李洪钟主编 著
- 出版社: 北京:化学工业出版社
- ISBN:9787122001948
- 出版时间:2008
- 标注页数:1402页
- 文件大小:1MB
- 文件页数:1419页
- 主题词:流态化-手册
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图书目录
发展历史1
第1篇 颗粒及颗粒系统1
1 颗粒的粒度、粒径19
1.1 粒度、粒径的定义19
1.1.1 三轴径19
1.1.2 投影径19
1.1.3 球当量直径20
1.1.4 筛分径20
1.1.5 颗粒投影的其他粒径20
1.2 粒径的物理意义20
1.2.1 Feret径、Martin径和投影面积相当径20
1.2.2 Caucy定理20
1.3 粒径分布20
1.3.1 频率分布和累积分布20
1.3.2 粒径分布的函数表示20
1.4 平均粒径23
1.4.1 平均粒径的定义23
1.4.2 主要的平均粒径23
1.5 颗粒的分类23
参考文献24
2 颗粒的形状24
2.1 颗粒形状术语和几何表示24
2.1.1 颗粒形状术语24
2.1.2 颗粒形状的几何表示24
2.2 形状指数和形状系数25
2.2.1 单一颗粒的形状表示25
2.2.2 均齐度25
2.2.3 充满度25
2.2.4 球形度26
2.2.5 圆形度26
2.2.6 圆角度26
2.2.7 表面指数26
2.2.8 形状系数26
2.2.9 基于轮廓曲线的形状指数26
2.3 颗粒形状的数学分析27
2.3.1 Fourier分析27
2.3.2 方波函数28
2.3.3 分数维方法28
2.4 动力学形状系数29
2.4.1 阻力形状系数29
2.4.2 动力学形状系数30
参考文献30
3 颗粒测量30
3.1 颗粒粒径测量30
3.1.1 筛分法30
3.1.2 显微镜和图像分析32
3.1.3 沉降法33
3.1.4 电感法34
3.1.5 光散射与衍射和光子相关与布朗运动法35
3.1.6 X光小角散射法36
3.1.7 全息照相法36
3.1.8 流体分选法36
3.1.9 其他测量方法37
3.2 颗粒密度测量37
3.2.1 颗粒密度的定义37
3.2.2 颗粒密度的测定方法38
3.3 颗粒的比表面积及测量39
3.3.1 气体透过法40
3.3.2 吸附法41
3.3.3 压汞法42
3.3.4 湿润热法43
3.3.5 计算法43
3.4 颗粒细孔分布的测定43
3.4.1 气体吸附法43
3.4.2 压汞法44
3.5 取样44
3.5.1 取样原则44
3.5.2 缩分45
3.5.3 制样45
3.6 粒度分析结果45
参考文献46
符号说明46
4 散料物理47
4.1 黏附与团聚47
4.1.1 颗粒间的黏附力47
4.1.2 黏附力的影响因素49
4.1.3 黏附力的测定方法49
4.1.4 颗粒在空气中的团聚49
4.1.5 超细粉的团聚53
4.2 颗粒的润湿与毛细作用53
4.2.1 湿颗粒层中含湿率的分布及其表示53
4.2.2 平衡状态的平均饱和度54
4.2.3 残留平衡饱和度54
4.2.4 湿颗粒层的毛细管上升高度hc55
4.2.5 毛细管上升高度的测定方法56
4.2.6 颗粒层中毛细管上升的滞后56
4.3 颗粒的扩散现象57
4.3.1 布朗扩散57
4.3.2 布朗团聚60
4.3.3 湍流扩散60
4.3.4 水力扩散60
4.4 颗粒的传热特性62
4.4.1 单颗粒的传热62
4.4.2 颗粒层的传热63
4.5 颗粒的传质特性65
4.5.1 单个颗粒的传质65
4.5.2 颗粒填充层的传质65
4.6 颗粒的电特性66
4.6.1 比电阻66
4.6.2 介电常数67
4.6.3 颗粒的荷电率(带电量)67
4.6.4 颗粒的带电68
4.6.5 电泳69
4.7 颗粒的声学特性69
4.7.1 颗粒系统的发声69
4.7.2 颗粒在声场中的共振运动70
4.7.3 声波通过颗粒群的衰减71
4.7.4 声波对流化床层中颗粒相互作用与团聚的影响71
4.8 颗粒的光学现象72
4.8.1 光散射72
4.8.2 光的衍射73
4.8.3 光压73
4.8.4 光泳73
4.8.5 胶体颗粒在稀相悬浮中的电-光效应74
参考文献74
符号说明78
5 散料力学80
5.1 概述80
5.2 散料的填充特性81
5.2.1 填充方式81
5.2.2 空隙率的测量方法83
5.3 散料的流动特性84
5.3.1 Jenike的流动因数84
5.3.2 Carr的流动性指数84
5.3.3 休止角84
5.3.4 有效内摩擦角85
5.3.5 侧压系数85
5.4 散料颗粒间各种相互作用力85
5.4.1 散料颗粒间相互作用力的种类85
5.4.2 van der Waals力(范德华力)85
5.4.3 Hamaker常数A86
5.4.4 静电引力86
5.4.5 液体桥联力86
5.4.6 散料的抗剪强度、内摩擦力和黏聚力86
5.5 散料力学的基础方程式87
5.5.1 弹性平衡87
5.5.2 极限平衡90
参考文献95
符号说明97
6 渗流98
6.1 流体通过颗粒层的流动98
6.1.1 Darcy定律98
6.1.2 渗滤理论98
6.2 颗粒层的压力降99
6.2.1 流路模型的压力降计算99
6.2.2 阻力模型的压力降计算100
6.2.3 纤维填充层的压力降计算100
6.3 两相互不相溶流体的渗流101
6.3.1 多孔介质中流体的饱和度101
6.3.2 液液两相渗透101
6.3.3 液固两相渗流102
6.4 两相互溶渗流102
6.4.1 互溶液体的传质扩散渗流102
6.4.2 不同黏度的互溶体传质扩散渗流102
6.4.3 带有吸附作用的互溶液体传质扩散渗流103
6.5 液气两相渗流103
参考文献103
符号说明103
7 颗粒流体两相流104
7.1 颗粒流体相互作用104
7.1.1 流体中单颗粒的受力分析104
7.1.2 单颗粒的自由沉降速度(终端速度)107
7.1.3 单颗粒运动方程107
7.1.4 颗粒群的曳力系数107
7.1.5 颗粒群与流体的相互作用强度108
7.2 颗粒流体两相流基础108
7.2.1 颗粒性质对流动行为的影响108
7.2.2 散式和聚式系统109
7.2.3 流型分类及转变109
7.3 颗粒流体两相流模拟111
7.3.1 两相模型与多尺度分析方法112
7.3.2 计算流体力学模型115
参考文献117
符号说明120
8 纳米材料的制备121
8.1 气相法制备纳米微粒121
8.1.1 低压气体中蒸发法121
8.1.2 物理气相合成123
8.1.3 化学气相合成125
8.2 液相法制备纳米微粒127
8.2.1 沉淀法127
8.2.2 水解沉淀法128
8.2.3 溶胶-凝胶法130
8.2.4 溶剂热法131
8.2.5 氧化还原法134
8.2.6 溶剂蒸发法135
8.2.7 辐射化学合成法141
8.2.8 乳液法142
8.3 固相法制备纳米微粒142
8.3.1 草酸盐的热分解143
8.3.2 固相反应法143
8.3.3 火花放电法144
8.3.4 溶出法144
8.3.5 高能球磨法144
8.3.6 非晶晶化法147
参考文献147
第2篇 流态化150
1 流体力学150
1.1 基本特征150
1.1.1 流态化现象150
1.1.2 流态化特性151
1.1.3 流化质量151
1.1.4 流态化类型154
1.1.5 两相流动特性154
1.1.6 流态化体系156
1.1.7 非正常流态化156
1.2 力学原理157
1.2.1 流场描述157
1.2.2 连续性方程及动量平衡方程159
1.2.3 在不同边界及初始条件下方程的解163
1.2.4 稳定性分析168
1.3 经典流态化170
1.3.1 流态化特征参数170
1.3.2 流体通过床层流动174
1.3.3 沉降与散式流态化178
1.3.4 鼓泡流态化180
1.3.5 气固流化床流动模型185
1.3.6 床层气固混合188
1.3.7 扬析193
1.3.8 流化床的流变性196
1.4 广义流态化203
1.4.1 状态相图203
1.4.2 流固逆流操作206
1.4.3 广义流固顺流操作——顺流向下-顺流向上208
1.5 稀相流态化224
1.5.1 相图224
1.5.2 流体动力学225
1.5.3 稀相操作中的传递过程228
1.6 湍动流态化229
1.6.1 引言229
1.6.2 鼓泡流化向湍动流化流型转变的判断及预测230
1.6.3 湍动流化向快速流化流型转变的判断及预测232
1.6.4 湍动流化床中的局部流动结构234
1.6.5 湍动流化床中气体、颗粒的扩散和返混235
1.6.6 小结237
1.7 快速流态化237
1.7.1 发展历程237
1.7.2 流动特征237
1.7.3 快速流态化的优点238
1.7.4 装置类型及操作特性239
1.7.5 快速流态化的形成241
1.7.6 快速流态化存在的条件243
1.7.7 床层空隙率轴向分布245
1.7.8 床层空隙率的径向分布249
1.7.9 床层气、固速度和固体通量的径向分布249
1.7.10 气固相互作用251
1.7.11 气固混合252
1.7.12 快速流态化模型255
1.8 分级和混合261
1.8.1 不同组分颗粒的分级和混合261
1.8.2 单一组分颗粒和流体的混合270
参考文献276
符号说明291
2 气固流态化的散式化方法292
2.1 流化质量的预测与评价292
2.1.1 气固流态化质量的理论预测292
2.1.2 气固流态化质量的实验评价297
2.2 聚式流态化的散式化方法300
2.2.1 颗粒设计300
2.2.2 外力场方法304
2.2.3 内部构件与床型设计311
参考文献313
符号说明316
3 流态化系统的模拟317
3.1 连续介质力学基础317
3.2 双流体模型319
3.2.1 基本方程319
3.2.2 应力张量的计算320
3.2.3 颗粒动理学理论320
3.2.4 相间作用的计算321
3.3 两相模型322
3.4 颗粒轨道模型322
3.5 直接数值模拟323
3.6 粒子方法325
参考文献325
4 热质传递328
4.1 颗粒与流体间的传热和传质328
4.1.1 颗粒与流体间的传热328
4.1.2 颗粒与流体间的传质334
4.1.3 颗粒-流体传热与传质的关联337
4.2 流化床与壁面的传热338
4.2.1 流化床换热器结构338
4.2.2 传热方程339
4.2.3 传热的影响因素341
4.2.4 传热机理345
4.2.5 流化床与器壁传热的给热系数345
4.2.6 流化床与床内浸没物体表面传热的给热系数347
4.2.7 液-固流化床与壁面的传热351
参考文献352
符号说明358
5 流化床的选型、设计359
5.1 一般方法359
5.1.1 流化床类型360
5.1.2 几种常见的床型360
5.1.3 选型的一般原则362
5.1.4 主要尺寸的确定362
5.1.5 设计中应注意的问题367
5.1.6 操作控制367
5.2 多层流态化床369
5.2.1 基本特点和结构369
5.2.2 多层流态化床的分类及选型370
5.2.3 停留时间分布和返混372
5.2.4 溢流管的结构和设计374
5.2.5 多层流态化床的设计和计算377
5.3 湍动流化床的选型、设计383
5.3.1 概论383
5.3.2 湍动流化床的流体力学行为383
5.3.3 湍动流化床中的传热384
5.3.4 湍动流化床中相间的传质384
5.3.5 湍动流化床反应器的数学模型384
5.3.6 湍动流化床反应器的设计和放大386
5.3.7 小结386
5.4 循环床、快速床386
5.4.1 系统组成386
5.4.2 循环床类型397
5.4.3 入口及出口效应398
5.4.4 颗粒的停留时间分布(RTD)403
5.4.5 内构件405
5.4.6 非圆柱床407
5.4.7 多进气点气体体积增加对流动的影响408
5.4.8 循环床设计410
5.5 石油催化裂化流态化系统的设计要点425
5.5.1 石油催化裂化流态化系统概述425
5.5.2 湍动床再生器设计426
5.5.3 循环流化床再生器431
5.5.4 两段再生器434
5.5.5 提升管反应器435
5.5.6 待生催化剂汽提段438
5.5.7 催化剂的循环输送439
5.5.8 输送系统的压力平衡441
5.5.9 流态化容器和管线的设计要点444
5.6 稀相床445
5.6.1 颗粒物料的稀相输送445
5.6.2 稀相换热器468
5.6.3 气流干燥器478
5.6.4 固体的气流粉碎488
5.7 气力移动床上输493
5.7.1 输送管形状分析493
5.7.2 移动床操作的稳定性条件494
5.7.3 功耗及输送效率494
5.7.4 临界移动床输送的动力学495
5.7.5 移动床上输的实验研究496
5.8 喷动床500
5.8.1 喷动床概述500
5.8.2 喷动床的流动状态相图500
5.8.3 喷动床的流体力学特性501
5.8.4 喷动床传热507
5.8.5 喷动床传质509
5.8.6 喷动床内的反应509
5.8.7 改进的喷动床结构形式510
5.8.8 喷动床的应用与设计计算513
5.9 浅层流化床515
5.9.1 “分布板区”的流动特性515
5.9.2 浅层流化床中的传热519
5.9.3 浅层流化床中的传质522
5.9.4 浅层流化床中的反应522
5.9.5 浅层流化床的设计计算525
5.10 液固流化床531
5.10.1 特性531
5.10.2 液固床的流体力学原理532
5.10.3 多粒度颗粒的流态化542
5.10.4 流体和颗粒的混合544
5.10.5 传热与传质547
5.10.6 床型551
5.11 三相床555
5.11.1 基本结构555
5.11.2 临界流态化速度556
5.11.3 床层压降556
5.11.4 床层的膨胀557
5.11.5 气泡行为及相含量557
5.11.6 流动模型560
5.11.7 传热、传质与相混合561
5.11.8 三相循环流化床563
5.11.9 气体与液体分布器的结构563
参考文献564
符号说明579
6 流态化构件584
6.1 流体分布器584
6.1.1 分布器的分类及结构形式584
6.1.2 分布器影响区590
6.1.3 分布器设计计算596
6.1.4 分布器及颗粒的磨蚀603
6.1.5 气体预分布器604
6.2 挡板609
6.2.1 挡板的分类与结构610
6.2.2 挡板流化床的流体力学行为615
6.2.3 气相停留时间及相间交换626
6.2.4 固相停留时间及返混628
6.2.5 稀相床中的挡板632
6.2.6 挡板的设计633
6.3 加排料装置636
6.3.1 引言636
6.3.2 分类及结构637
6.3.3 颗粒物料通过孔口的流动645
6.3.4 气-固通过立管的流动651
6.3.5 气-固通过斜管的流动658
6.3.6 加、排料位置的选择661
6.3.7 几种加、排料装置的设计662
6.4 颗粒流体分离装置670
6.4.1 概述670
6.4.2 惯性分离器671
6.4.3 旋风分离器673
6.4.4 袋式过滤器677
6.4.5 颗粒层过滤器690
6.4.6 湿法洗涤除尘器691
6.4.7 电除尘器695
6.4.8 液固分离设备概论703
参考文献705
7 特殊流态化709
7.1 振动流化床709
7.1.1 引言709
7.1.2 振动流化床的基本设计710
7.1.3 振动流化床的流化特性710
7.1.4 微细颗粒的振动流化711
7.1.5 振动对流化床的作用机制713
7.1.6 振动流化床中的能量传递717
7.2 射流718
7.2.1 射流的基本概念718
7.2.2 射流流化床的基本概念719
7.2.3 射流区的传递研究720
7.2.4 射流区的颗粒分离727
7.2.5 数学模型730
7.2.6 小结731
7.3 撞击731
7.3.1 基本原理和性质731
7.3.2 GIS装置的基本结构733
7.3.3 GIS装置设计733
7.3.4 液体连续相撞击流装置基本结构和特性735
7.3.5 LIS装置设计735
7.4 脉动流化床736
7.4.1 脉动流化床特性736
7.4.2 床层压降737
7.4.3 临界流化速度739
7.4.4 气泡现象740
7.4.5 共振现象740
7.5 磁场流态化742
7.5.1 磁性颗粒和磁场742
7.5.2 液固磁场流态化746
7.5.3 气固系统磁场流态化750
7.5.4 磁场流态化的应用760
7.6 离心流化床765
7.6.1 离心流化床的特性765
7.6.2 离心流化床的流体动力学766
7.6.3 离心流化床中的传热769
7.7 搅拌流化床771
7.7.1 搅拌流化床的特性771
7.7.2 搅拌流化床的流体动力学771
7.7.3 搅拌流化床的应用776
7.8 超临界流体流态化777
7.8.1 高压及超临界流体流态化概述777
7.8.2 实验研究778
7.9 超细及黏性颗粒的流态化782
7.9.1 超细颗粒及黏性颗粒的定义782
7.9.2 超细与黏性颗粒的流态化特征784
7.9.3 超细及黏性颗粒聚团流态化相图785
7.9.4 流态化聚团特征数Aef786
7.9.5 流态化聚团的力平衡模型786
7.9.6 超细及黏性流态化的散式化方法788
参考文献788
符号说明794
8 流态化床中的气-固反应795
8.1 引言795
8.2 气-固流态化非催化反应796
8.2.1 固相反应796
8.2.2 气固反应813
8.2.3 非催化气-固流态化反应器的设计计算829
8.3 气-固流态化催化反应835
8.3.1 引言835
8.3.2 催化和催化剂835
8.3.3 催化剂的失活与再生836
8.3.4 气固催化反应过程分析840
8.3.5 典型的气固流化床催化反应器844
参考文献852
符号说明855
9 流态化测试857
9.1 压力(压差)测量方法及仪器857
9.1.1 电容式压力传感器858
9.1.2 硅压阻传感器858
9.2 固体颗粒浓度的测量方法859
9.2.1 电容法测量技术860
9.2.2 光纤法测量技术862
9.3 固体颗粒速度的测量方法870
9.3.1 光导纤维颗粒速度测量方法870
9.3.2 激光多普勒测速法871
9.3.3 其他颗粒速度测定方法872
9.4 气泡和颗粒团聚体的测试方法873
9.4.1 气泡测量方法873
9.4.2 颗粒聚团体的显示873
9.5 固体颗粒流率的测量方法874
9.6 层析成像技术在流化床测试中的应用875
9.6.1 射线层析成像875
9.6.2 电容层析成像876
9.7 床层塌落法877
9.8 流化床中的颗粒示踪技术878
9.8.1 盐颗粒示踪技术878
9.8.2 热颗粒示踪技术879
9.8.3 磁颗粒示踪技术879
9.8.4 放射性颗粒示踪技术879
9.8.5 磷光颗粒示踪技术880
9.8.6 磷光颗粒示踪技术在循环流化床中的应用实例881
9.9 流化床中的气体示踪技术890
参考文献893
符号说明896
第3篇 流态化应用过程896
1 应用概述897
1.1 过程工业的类型897
1.1.1 物理过程897
1.1.2 化学过程898
1.2 过程特性899
1.2.1 热力学行为899
1.2.2 动力学行为901
1.3 过程设计904
1.4 设备的选型与设计906
1.4.1 设备选型906
1.4.2 反应器设计907
参考文献911
2 物理过程911
2.1 物料输送912
2.1.1 气力输送912
2.1.2 水力输送948
2.2 干燥958
2.2.1 湿粉粒状物料的干燥958
2.2.2 膏糊状物料的干燥980
2.2.3 悬浮液物料的干燥984
2.3 造粒988
2.3.1 喷雾造粒988
2.3.2 流化床造粒990
2.3.3 流化床包覆992
2.4 吸附993
2.4.1 概述993
2.4.2 溶剂回收及干燥997
2.4.3 石油、天然气和空气分离1000
2.4.4 液相石化、食品和生化产品分离1002
2.5 流态化浸取和洗涤1006
2.5.1 概述1006
2.5.2 均匀颗粒物料的浸洗1007
2.5.3 多粒度物料的浸洗1012
2.6 流态化热处理过程1013
2.6.1 概述1013
2.6.2 流态粒子炉的类型1016
2.6.3 流态化热处理炉的设计要点1022
2.7 流态化分级1028
2.7.1 水力分级和水力旋流分级1028
2.7.2 流化床分级1032
参考文献1038
3 化学过程1040
3.1 非催化过程1041
3.1.1 非金属矿焙烧1041
3.1.2 无机制备1065
3.1.3 金属矿物的氧化焙烧1074
3.1.4 金属矿物的还原焙烧1112
3.1.5 金属矿物的特殊焙烧1133
3.1.6 燃烧与焚烧1157
3.1.7 燃料热解1209
3.1.8 燃料气化1224
3.2 催化过程1252
3.2.1 催化分解1252
3.2.2 催化转化1277
3.2.3 催化加氢1303
3.2.4 催化合成1322
参考文献1343
4 生化过程1355
4.1 生物转化1356
4.1.1 工业微生物1356
4.1.2 动物细胞规模培养1360
4.1.3 植物细胞大量培养1362
4.1.4 应用不同生物体进行生物转化的差异与共性1363
4.2 生物催化1366
4.2.1 生物催化剂1366
4.2.2 固定化技术1367
4.3 生物转化和生物催化的应用1368
4.3.1 微生物发酵转化和酶催化的应用和产品1368
4.3.2 生物转化中的基因工程药物1373
4.3.3 酶催化反应在手性药物合成中的应用1375
4.3.4 生物转化和催化反应器1376
4.3.5 应用举例1381
参考文献1385
附录 化学化工常见非法定计量单位和换算系数1388
索引1390