氣固流態化過程CFD模擬 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鍾漢斌 著

圖書標籤:

• CFD模擬
• 流態化床
• 氣固兩相流
• 顆粒物流動
• 數值模擬
• 傳熱傳質
• 化工過程
• 流體力學
• 計算流體力學
• 工程應用

齣版社： 中國石化齣版社

ISBN：9787511447005

版次：1

商品編碼：12276747

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-12-01

用紙：膠版紙

頁數：182

字數：246000

內容簡介

　　《氣-固流態化過程CFD模擬》為氣-固流化床數值模擬方麵的專業書籍，在介紹流態化基本原理的基礎上，著重分析現有氣-固流態化過程的CFD模擬方法，並結閤相關實例進行瞭深入說明。內容涵蓋氣-固流態化基礎知識、雙流體模型、離散顆粒軌道模型、稠密離散顆粒軌道模型、多相質點網格法、離散元方法等。

作者簡介

　　鍾漢斌，男，2013/中國石油大學（北京）/博士研究生/化學工程與技術。2013年起在西安石油大學化學化工學院工作，主要研究方嚮：氣-固流態化的CFD模擬。以第*作者身份發錶研究論文11篇，其中SCI收錄7篇，授權發明專利1項，參編教材1部。代錶性學術論文：
　　1 Multi-fluid Modeling Biomass Fast Pyrolysis in the Fluidized-Bed Reactor Including Particle Shrinkage Effects, Energy & Fuels, 2016, 30, 6440-6447.
　　2. Multi-fluid model with variable particle density and diameter based on mass conservation at the particle scale, Powder Technology, 2016, 294, 43-54.

目錄

第一章 氣-固流態化概述
第一節 流態化現象及特徵
第二節 顆粒的物理特性及分類
第三節 顆粒流體相互作用
第四節 流態化域的分類
第五節 流態化過程的優缺點
第六節 流化床的選型與設計
第七節 流態化的工業應用
第八節 氣-固流態化的CFD模擬方法
第二章 雙流體模型
第一節 基本控製方程組
第二節 顆粒動理學理論
第三節 氣相-顆粒相曳力模型
第四節 非均勻氣相-顆粒相曳力模型
第五節 顆粒相-顆粒相曳力模型
第六節 顆粒相壁麵條件
第七節 傳熱模型
第八節 湍流模型
第九節 應用實例
第三章 離散顆粒軌道模型
第一節 氣相控製方程組
第二節 顆粒相控製方程
第三節 輻射傳熱模型
第四節 化學反應模型
第五節 應用實例
第四章 稠密離散顆粒軌道模型
第一節 氣相控製方程組
第二節 離散顆粒相控製方程組
第三節 應用實例
第五章 多相質點網格法
第一節 氣相控製方程組
第二節 顆粒相控製方程組
第三節 應用實例
第六章 離散元方法
第一節 氣相控製方程組
第二節 顆粒相控製方程組
第三節 顆粒間作用力模型
第四節 應用實例
參考文獻

前言/序言

《氣固流態化過程CFD模擬》 本書深入探討瞭氣固流態化過程在多相流領域的重要地位及其復雜性，並聚焦於計算流體動力學（CFD）在理解和模擬這些現象中的關鍵作用。流態化現象廣泛應用於化工、製藥、能源、冶金等眾多工業部門，例如催化裂化、燃燒、乾燥、氣力輸送以及粉體處理等。這些過程的核心在於固體顆粒在氣流作用下的懸浮、混閤和流動行為，其動力學特性直接影響著設備的效率、産品質量和運行穩定性。 傳統上，對流態化過程的研究主要依賴於實驗觀測和經驗關聯式。然而，實驗手段在捕捉流態化過程內部瞬態、復雜的三維流動結構和顆粒動力學方麵存在局限性，且成本高昂、周期漫長。經驗關聯式則往往在特定條件下有效，難以推廣應用於新的工況或幾何構型。隨著計算能力的飛躍發展，CFD技術為突破這些瓶頸提供瞭強大的工具。 本書旨在係統性地介紹如何運用CFD方法來模擬和分析氣固流態化過程。我們將從氣固兩相流的基本理論入手，闡述流態化現象背後的物理機製，包括顆粒的受力分析、流態的演變（固定床、緩慢流化、快速流化、環形流等）以及顆粒與流體之間的相互作用。在此基礎上，本書將詳細介紹CFD數值模擬的理論基礎和建模方法。 我們將重點講解用於描述氣固兩相流的數學模型，包括歐拉-歐拉模型、歐拉-拉格朗日模型及其各自的優缺點和適用範圍。對於歐拉-歐拉模型，我們會深入分析其控製方程組，包括質量守恒、動量守恒和能量守恒方程，以及用於描述顆粒相和流體相之間動量、能量和質量傳遞的曳力、升力、虛擬質量力、顆粒-顆粒碰撞模型（例如Jeffrey-Apostolou模型、Gidaspow模型等）以及湍流模型（如k-ε模型、RNG k-ε模型、LES等）的選擇和應用。 對於歐拉-拉格朗日模型，我們將闡述如何追蹤大量離散顆粒的運動軌跡，並分析其與流體場的耦閤過程。這包括單顆粒模型（SPM）和多顆粒模型（MPM）的原理，以及顆粒碰撞、顆粒-壁麵碰撞的處理方法。 在CFD數值模擬的實踐層麵，本書將指導讀者如何構建計算域，進行網格劃分，並選擇閤適的數值離散格式和求解器。我們將詳細介紹不同類型流態化設備的CFD建模案例，例如固定床反應器、鼓泡流化床、循環流化床（CFB）等，並分析不同操作參數（如氣速、顆粒直徑、密度、床層高度等）對流態化行為的影響，例如床層膨脹、返混、顆粒循環速率、流場分布、顆粒聚集與分散特性等。 本書還將關注CFD模擬結果的驗證和評估。我們將介紹如何利用實驗數據（如壓差麯綫、顆粒濃度分布、氣流速度剖麵等）來校核CFD模型的準確性，並討論模型參數的敏感性分析。此外，針對復雜流態化現象，如顆粒團聚、粘附、磨損以及高溫高壓下的流態化行為，本書也將提供相應的模擬策略和討論。 本書適閤於從事化工、能源、材料、環境工程等領域的科研人員、工程師以及高等院校相關專業的學生。通過閱讀本書，讀者將能夠掌握運用CFD技術分析和優化氣固流態化過程的能力，從而在實際工程應用中解決復雜問題，提升工藝性能，降低運行成本。本書期望成為一本理論與實踐相結閤的參考書，幫助讀者深入理解氣固流態化過程的精妙之處，並為CFD模擬技術的進一步發展提供啓示。

評分☆☆☆☆☆

我一直對氣固流態化這一重要的工程現象非常著迷，而CFD作為一種強大的數值模擬工具，在理解和優化這些過程方麵發揮著越來越重要的作用。因此，《氣固流態化過程CFD模擬》這本書對我來說具有極大的吸引力。《氣固流態化過程CFD模擬》這本書，我期望它能在以下幾個方麵提供深刻的見解：首先，關於氣固兩相流的數值模型，我希望書中能夠詳細闡述不同模型的物理基礎、數學錶達以及在流態化過程中的適用性。比如，如何有效地捕捉氣泡的形成、演化和破裂？如何準確地描述顆粒相的輸運和混閤？其次，在相間作用力的建模方麵，曳力、虛擬質量力、壓力梯度力等對流態化過程的動力學行為至關重要，我希望書中能夠提供對這些力模型在不同流態化 regimes下的精確度和局限性的深入分析。第三，關於數值方法和求解器，我希望書中能夠介紹如何針對流態化過程的特點進行網格劃分，如何選擇閤適的求解算法以保證計算的穩定性和效率。例如，針對具有大尺度結構（如氣泡）和細微湍流結構的流態化過程，是否需要采用特殊的數值格式或自適應網格技術？最後，我非常期待書中能夠包含一些關於模型驗證和案例分析的內容。通過與實驗數據的對比，能夠評估模型的可靠性，而具體的工程案例則能夠幫助我理解CFD技術在實際氣固流態化應用中的強大威力。這本書的到來，無疑將為我深入理解和掌握氣固流態化過程的CFD模擬技術提供寶貴的指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，為我這樣的流態化領域從業者提供瞭一個絕佳的學習和提升機會。我一直在思考，如何能夠更有效地利用CFD技術來設計和優化我所負責的流態化反應器。我對這本書的期待，更多地體現在其案例的豐富性和實用性上。我希望書中能夠涵蓋多種不同類型的氣固流態化設備，例如流化床反應器（固定床、移動床、循環流化床）、氣力輸送係統、鏇風分離器等，並針對這些設備的不同特點，提供詳細的CFD建模和仿真流程。我尤其希望書中能夠有一些關於如何針對特定設備特性進行模型定製的指導。例如，對於循環流化床，如何有效地模擬物料的循環和分離？對於帶有內部構件（如熱交換管束）的流化床，如何準確地處理這些構件對流場的影響？書中能否給齣一些關於網格劃分策略、物理模型選擇（如湍流模型、相間作用模型）、邊界條件設定等方麵的最佳實踐？我還希望書中能夠提供一些關於如何進行敏感性分析的指導，瞭解哪些參數對流態化過程的影響最大，從而有針對性地進行優化。另外，我非常希望書中能夠提供一些關於CFD模擬結果解讀和工程應用的建議。例如，如何根據模擬結果來判斷流態化是否良好？如何預測和解決可能齣現的流場不均、顆粒返混等問題？希望這本書能夠為我提供一套完整的、可操作的CFD模擬工作流程，幫助我更自信、更高效地運用CFD技術來解決實際工程問題。

評分☆☆☆☆☆

我是一名設備維護工程師，在日常工作中經常需要處理與氣固流態化相關的設備故障和性能問題。雖然我不是CFD領域的專傢，但我希望能通過這本書，瞭解CFD模擬如何能夠幫助我更有效地診斷和解決這些問題。《氣固流態化過程CFD模擬》這個書名聽起來就很有技術含量。我希望這本書能夠以一種易於理解的方式，解釋CFD模擬在氣固流態化領域的具體應用。我尤其希望書中能夠提供一些關於如何利用CFD模擬來分析設備運行中的異常現象的案例。例如，當流化床齣現顆粒分布不均、返混嚴重、或局部過熱等問題時，CFD模擬能否幫助我們找齣根本原因？書中是否會給齣一些常見的故障模式以及對應的CFD診斷方法？我非常關心書中是否會提供一些關於如何利用CFD模擬來評估設備改進效果的指導。例如，當我們對設備進行改造（如改變噴嘴設計、增加擋闆等）後，CFD模擬能否預測改造後的性能提升情況？我希望書中能夠提供一些關於如何根據模擬結果來優化設備操作參數的建議，從而提高設備的運行效率和可靠性。這本書的實用性，將直接影響到我能否將其應用於實際工作中，我期待它能帶來一些切實可用的知識和方法。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於我這樣在學術界進行氣固流態化領域研究的學生來說，無疑是一份寶貴的財富。《氣固流態化過程CFD模擬》這個書名精準地指齣瞭我的研究方嚮。我希望這本書能夠在我現有的知識基礎上，提供更深入的理論指導和更廣泛的研究視野。我特彆期待書中能夠對流態化過程的復雜流動機理進行深刻的剖析，並將其與CFD模型的構建緊密結閤。例如，書中是否會詳細闡述顆粒輸運、能量傳遞、相變等基本物理過程在CFD模型中的體現？我希望能瞭解如何構建能夠準確捕捉這些復雜物理現象的數值模型。另外，我非常關注書中對於多相流模型選擇的深入討論。流態化過程可以被視為一種典型的多相流，如何選擇閤適的模型來描述氣相和固相的動力學行為，以及它們之間的相互作用，是研究的關鍵。我希望書中能夠對各種模型（如兩相模型、多相模型）的適用性進行詳細的比較和分析，並給齣具體的建模建議。我對於書中關於模型驗證和不確定性分析的內容也充滿期待。在學術研究中，模型的準確性和可靠性至關重要。我希望書中能夠提供一些關於如何利用實驗數據或高精度數值模擬結果來驗證CFD模型的有效性，以及如何評估和減小模擬結果中的不確定性。這本書的深度和廣度，將極大地幫助我拓展研究思路，提升研究水平。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在化工企業從事工藝優化工作的工程師，我每天都在和各種流態化設備打交道，從催化裂化裝置到氣化爐，流態化技術無處不在。而CFD模擬，一直是提升設備效率、降低能耗、解決操作難題的有力工具。我購買《氣固流態化過程CFD模擬》這本書，最看重的是它能否在實際工程應用層麵提供指導。我希望能在這本書中看到更多關於如何將CFD模擬結果轉化為實際操作參數的討論。例如，如何利用模擬結果來優化床層高度、氣速分布、催化劑添加方式等？如何預測和規避氣固流態化過程中可能齣現的堵塞、結焦、磨損等問題？書中是否會涉及多尺度模擬的思想？流態化過程既有宏觀的床層行為，又有微觀的顆粒碰撞和氣泡動力學，如何有效地連接這些尺度，從而進行更全麵的預測？我還非常關心書中對於模型驗證的論述。CFD模擬的準確性很大程度上取決於模型的選擇和參數的設定，那麼如何通過實驗數據來驗證模擬結果的可靠性？書中是否會介紹一些驗證方法和標準？此外，對於一些非常規的流態化工況，比如高溫、高壓、顆粒物料特性差異很大等情況，CFD模擬該如何應對？希望這本書能夠提供一些具有前瞻性和實用性的解決方案，幫助我們更好地運用CFD技術來解決工程實際問題，提升我們的工作效率和技術水平，這本書對我來說意義重大。

評分☆☆☆☆☆

我是一位熱衷於流體動力學領域研究的學者，一直關注著CFD技術在各種復雜流體現象中的應用。氣固流態化過程本身就充滿瞭挑戰，其涉及到的多相耦閤、顆粒動力學、湍流輸運等現象，是CFD研究的一個重要前沿。我非常期待《氣固流態化過程CFD模擬》這本書能夠在這個領域帶來一些新的視角和深入的理論探討。我希望書中能夠對當前主流的氣固流態化CFD模型進行係統性的梳理和比較，不僅僅是列舉模型名稱，而是能夠深入分析其背後的物理假設、數學模型以及適用範圍。例如，對於顆粒相的描述，除瞭常見的Eulerian-Eulerian方法，書中是否會介紹DEM-CFD耦閤方法的最新進展？DEM方法在捕捉顆粒碰撞、破碎、團聚等細節方麵具有優勢，但計算量巨大，如何有效地與CFD耦閤，減少計算負擔，是當前研究的焦點。我特彆關注書中是否會探討如何精確地刻畫氣固相之間的動量、能量和質量傳遞。這些相間作用力是流態化過程的關鍵，模型的準確性直接影響到模擬結果的可靠性。書中是否會提供一些關於求解器優化、並行計算策略等方麵的建議，以應對大規模、長時間尺度的流態化模擬？此外，對於流動不穩定性、相變（如顆粒燒結）等復雜現象，書中是否有相應的CFD建模方法和案例？我期待這本書能夠引領我進入氣固流態化CFD模擬的更深層次研究，為我的學術探索提供堅實的理論支撐和豐富的研究思路。

評分☆☆☆☆☆

這本書我期待已久！《氣固流態化過程CFD模擬》這個書名讓我感覺像是為我量身定做的。我在一傢大型化工企業從事研發工作，流態化技術是我們生産流程中的核心環節。目前我們在CFD模擬方麵雖然有所涉獵，但總感覺在氣固流態化這個特定領域，缺乏一些係統性的、深度的指導。我希望這本書能夠深入剖析流態化過程中涉及的復雜物理現象，並提供相應的CFD建模策略。我特彆關注書中是否會探討如何有效地處理顆粒的離散相，尤其是在高固含量的流態化過程中，顆粒之間的碰撞、磨損、團聚等現象如何準確地捕捉。DEM（離散元法）模擬在這方麵有優勢，但計算成本很高，我希望書中能介紹一些降低DEM-CFD耦閤計算成本的有效方法。此外，對於氣相的湍流模型選擇，流態化過程的湍流特性與普通氣流有所不同，書中是否會給齣針對性的建議？我希望能夠學習到如何根據不同的流態化模式（如鼓泡流、湍流流化、密集相流化）選擇最閤適的湍流模型。我還非常希望書中能夠提供一些關於如何進行模型驗證和不確定性分析的指導，以及如何將CFD模擬結果有效地應用於工藝優化和設備設計。這本書的深度和前沿性，將極大地幫助我提升我們團隊的CFD模擬能力，為解決復雜的工程問題提供強大的技術支持。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名《氣固流態化過程CFD模擬》就吸引瞭我，因為我在工作中經常需要處理氣固兩相流的模擬，而流態化是我關注的一個重要方嚮。我希望這本書能夠為我提供關於如何構建和求解氣固流態化CFD模型方麵最前沿的技術和方法。我特彆期待書中能夠深入探討不同CFD方法在氣固流態化模擬中的優劣勢，比如Eulerian-Eulerian方法、Lagrangian-Eulerian方法、以及DEM-CFD耦閤方法。對於這些方法，我希望能夠瞭解它們在處理顆粒碰撞、顆粒輸運、氣固相互作用等方麵的具體實現和計算效率。我非常關注書中對於相間曳力模型、虛擬質量力、壓力梯度力等關鍵相間作用力模型的詳細介紹，以及如何根據不同的流態化工況選擇閤適的模型。此外，我希望書中能夠提供一些關於如何對CFD模型進行校準和驗證的指導。對於流態化過程，實驗數據的獲取可能存在一定的難度，那麼如何利用有限的實驗數據來提高模型的準確性？書中是否會介紹一些先進的數值算法，例如用於處理大尺度模擬的並行計算技術，或者用於處理復雜邊界的自適應網格技術？我希望這本書能夠為我提供一些解決復雜氣固流態化模擬問題的“殺手鐧”，讓我能夠應對更具挑戰性的工程項目，提升我的CFD模擬能力。

評分☆☆☆☆☆

哇，終於等到這本書瞭！《氣固流態化過程CFD模擬》這個書名簡直直擊我的心坎，我從事流態化研究已經好幾年瞭，雖然理論功底還算紮實，但總感覺在模擬方麵缺少一些係統性的指導。市麵上關於CFD的書籍不少，但專門針對氣固流態化的，而且還能兼顧理論和實踐的，簡直是鳳毛麟角。我特彆期待這本書能在CFD模型選擇、湍流模型耦閤、多相流相間作用力刻畫等方麵提供一些深度解析。畢竟，流態化過程的復雜性在於氣相、固相之間的相互作用，如何準確地捕捉這些細節，是模擬成功的關鍵。我希望書中能夠詳細講解如何根據不同的流態化工況（例如是否處於全懸浮、是否發生顆粒團聚、是否存在返混等）來選擇最適閤的CFD模型和求解器。另外，對於顆粒的離散模型（DEM）與連續介質模型（Eulerian-Eulerian）相結閤的應用，書中是否會有深入的探討？這兩種模型各有優劣，何時何種情況下選擇哪種模型，或者如何有效地耦閤它們，一直是我的一個難題。我還關心書中是否會涉及到網格生成策略，流態化過程的流動特性往往不均勻，尤其是在床層底部和循環區域，如何生成既能保證計算精度又不會過於龐大的網格，也是一個技術挑戰。希望這本書能給我帶來一些啓發，讓我的CFD模擬工作更上一層樓，能夠更精確地預測和優化各種氣固流態化設備的設計和操作參數。這本書的齣現，無疑為我們這些在流態化領域深耕的研究者和工程師提供瞭一盞指路明燈，解決瞭不少實際應用中的痛點，我對此抱有極高的期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，對於我這個剛入門CFD不久，又恰好對氣固流態化技術感興趣的初學者來說，簡直是雪中送炭！我之前嘗試過一些通用的CFD軟件，但麵對流態化這種復雜的兩相流動問題，總是感覺無從下手，很多參數的設置和模型的選擇都讓我一頭霧水。我希望這本書能夠從最基礎的概念講起，比如流態化的基本原理、不同流態的特點，然後逐步過渡到CFD模擬的應用。特彆期待書中能夠用通俗易懂的語言解釋CFD的基本原理，例如控製方程的推導，各種離散格式的含義，以及如何理解和處理數值誤差。更重要的是，我希望書中能提供一些實際的CFD建模步驟，從前處理（幾何建模、網格生成）到求解器設置（物理模型選擇、邊界條件設定），再到後處理（結果分析、可視化），能夠有詳細的圖文演示。例如，在流態化模擬中，如何正確地定義氣相和固相的邊界條件？如何設置顆粒的物性參數？如何選擇閤適的湍流模型來描述氣相的復雜流動？書中能否給齣一些常用的CFD軟件（如ANSYS Fluent, CFX, OpenFOAM等）在流態化模擬中的具體操作指南？我特彆希望書中能有一些案例分析，比如模擬固定床、鼓泡床、沸騰床等不同類型的流態化反應器，並詳細講解其中的建模思路和參數設置。這樣的內容，將極大地降低CFD模擬的門檻，幫助我快速掌握流態化過程的CFD模擬技術，為我的學習和未來工作打下堅實的基礎，真是太令人期待瞭。