多相反應器的設計、放大和過程強化






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	目錄第一章緒論/1 第一節化學反應工程基礎2 一、化學反應工程的任務2 二、化學反應工程的研究內容3 第二節計算化學反應工程4 一、化學工程的發展範式4 二、新階段的範式5 三、計算化學工程的發展8 第三節多相反應器與過程強化11 一、多相反應器與混合11 二、宏觀混合強化13 三、微觀混合強化14 四、化學反應器強化的總體策略17 第四節展望17 參考文獻18 第二章顆粒尺度流動和傳遞/22 第一節引言22 第二節理論基礎23 一、流體力學23 二、傳質24 三、介面力平衡25 四、介面品質傳遞26 第三節數值計算方法27 一、正交貼體坐標系27 二、水準集方法31 三、鏡像流體法36 第四節單顆粒的浮力驅動運動和傳質過程39 一、氣泡和液滴運動39 二、傳質過程的數值計算47 第五節傳質引起的Marangoni效應50 一、溶質引起的Marangoni效應50 二、表面活性劑對運動及傳質的影響53 三、表面活性劑引發Marangoni效應57 第六節顆粒群行為研究59 一、單顆粒上的受力分析61 二、單元胞模型64 第七節拉伸流和剪切流中的單顆粒行為67 一、拉伸流場中顆粒的傳熱傳質67 二、剪切流場中球形顆粒的傳質69 第八節小結和展望71 一、小結71 二、展望72 參考文獻73 第三章多相攪拌反應器/80 第一節引言80 第二節數學模型和數值方法81 一、控制方程82 二、相間動量交換83 三、RANS模型方法85 四、LES模型91 五、攪拌槳處理93 六、數值求解方案96 第三節兩相流攪拌槽100 一、固液體系100 二、氣液體系109 三、液液體系122 第四節三相攪拌反應器130 一、液液固體系130 二、氣液液體系133 三、液液液體系133 四、氣液固體系136 第五節小結和展望143 一、小結143 二、展望144 參考文獻145 第四章氣升式環流反應器/156 第一節引言156 第二節氣液多相流的流型識別157 第三節環流反應器的流動型態160 一、單級內環流反應器的流動型態160 二、多級內環流反應器的流動型態161 第四節工業氣體分佈器初始氣泡直徑的估計164 第五節數學模型和數值方法167 一、歐拉-歐拉兩流體模型168 二、相間作用力的封閉170 三、湍流模型的封閉188 四、數值方法190 第六節環流反應器中的傳遞現象199 一、流體力學特性199 二、相間品質傳遞201 三、宏觀混合和微觀混合208 第七節多級環流反應器內的傳遞現象216 一、氣含率分佈特性217 二、迴圈液速218 三、混合時間220 四、體積傳質係數221 第八節多相混合與分離的過程集成及過程強化221 第九節環流反應器的設計和放大建議224 第十節小結和展望226 參考文獻227 第五章兩相微反應器/242 第一節引言242 第二節數學模型和數值方法243 第三節格子Boltzmann方法數值模擬246 一、微通道內兩相流246 二、微通道內傳熱249 三、微通道內傳質253 第四節微反應器的實驗研究255 一、流型255 二、壓降258 三、傳質性能259 四、微觀混合259 第五節小結和展望260 參考文獻261 第六章結晶過程模型與數值類比/270 第一節引言270 第二節數學模型與數值計算方法271 一、一般化的粒數衡算方程271 二、標準矩方法274 三、積分矩方法276 四、細微性分級法/離散法277 第三節宏觀與微觀混合282 第四節反應結晶過程模擬286 一、組分傳輸方程287 二、成核與生長動力學287 三、團聚與破裂動力學288 四、模擬細節289 五、沉澱過程模擬290 第五節溶析結晶過程模擬294 一、模型與方程295 二、模擬結果296 第六節溶析與反應結晶混合強化299 第七節小結和展望300 參考文獻301 索引/311


	楊超，1971年生，研究員，中國科學院過程工程研究所副所長，中國科學院大學長江學者特聘教授。國家傑出青年科學基金獲得者，國家萬人計畫科技創新領軍人才。1998年南京工業大學獲博士學位，1998-2000年中科院化工冶金研究所博士後，2005-2006年美國康奈爾大學高訪。研究方向：反應器工程和綠色化工。主持國家重點研發計畫重點專項、國家重大科研儀器研製等專案。發表SCI論文150多篇，申請專利80件（國際8件），獲電腦軟體著作權34項，出版英文專著1本。獲2019年國家科技進步二等獎、2016年何梁何利基金科學與技術創新獎、2015年國家技術發明二等獎、2014年光華工程科技獎-青年獎、2013年中國化學會-巴斯夫公司青年知識創新獎、2012年SCEJ Asia Research Award、2011年中國青年科技獎、2009年國家自然科學二等獎。毛在砂，1943年生，中國科學院過程工程研究所研究員。1966年清華大學工程化學系畢業，1981年中國科學院化工冶金研究所碩士，1988年美國Houston大學博士。長期從事化學反應工程和多相流動的應用基礎研究和工程實踐，致力於推動化學工程學科的數學模型方法和數值類比技術的發展和應用。承擔多項國家自然科學基金專案和工業技術改造專案等。發表論文200餘篇，授權發明專利30餘件，撰寫專著、教材4冊。曾任Chinese Journal of Chemical Engineering和過程工程學報副主編。獲國家自然科學獎二等獎（2009，第1完成人）和國家技術發明獎二等獎（2015,第2完成人）。