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上篇 混合设备概论3

第1章 搅拌设备的类型3

1.1 槽体4

1.2 槽与轴的相对位置5

1.3 叶轮6

1.4 附件7

1.5 传动装置12

参考文献16

第2章 常用搅拌设备的选型17

2.1 搅拌对象的性质17

2.2 叶轮的剪切-循环特性20

2.3 流动状态与叶轮性能的关系23

2.4 几种常用叶轮的特性25

2.5 超高粘流体混合设备30

2.6 搅拌的目的32

2.7 叶轮的选型34

参考文献36

第3章 搅拌技术的进展37

3.1 新型搅拌设备37

3.1.1 新型轴向流搅拌叶轮38

3.1.2 新型宽粘度域搅拌叶轮39

3.1.3 新型卧式搅拌设备40

3.1.4 处理高粘流体的搅拌设备42

3.1.5 其它新型搅拌设备45

3.2 流场的测量和计算流体力学46

3.3 搅拌设备的机电一体化和智能化47

3.4 搅拌设备选型和设计的软件47

参考文献48

第4章 固体混合设备49

4.1 固体粒子概述49

4.2 混合度50

4.3 混合机理52

4.4 固体混合设备52

4.4.1 容器回转型53

4.4.2 容器固定型56

4.4.3 常用固体混合设备的规格60

4.5 固体混合技术的进展62

4.5.1 精细混合62

4.5.2 精细混合技术与设备63

参考文献66

下篇 混合设备的设计和放大69

第5章 搅拌设备中的流场69

5.1 搅拌设备流场概述69

5.2 流场测量方法简介70

5.2.1 照相法71

5.2.2 激光多普勒测速仪法72

5.2.3 流场数值模拟77

5.3.1 操作条件对流型的影响78

5.3.2 流体的流变行为对流型的影响78

5.3 操作条件和流体的流变行为对流型的影响78

5.4 从流场信息优化搅拌叶轮设计和操作81

5.4.1 开发新型轴向流叶轮81

5.4.2 高粘液体用叶轮的设计和操作优化82

5.4.3 多层叶轮的设计优化82

参考文献89

第6章 均相搅拌设备的功耗、排量和混合90

6.1 湍流域常用叶轮的特性参数90

6.1.1 搅拌功率和排量91

6.1.2 排量、循环量和混合的关系105

6.2.1 搅拌器在层流域和过渡流域的功耗和混合概述111

6.2 层流和过渡流域常用叶轮的特性参数111

6.2.2 常用叶轮搅拌高粘流体时的功耗116

6.2.3 高粘流体用叶轮的排量、循环量和混合131

6.2.4 三种新型搅拌叶轮的功耗和混合132

参考文献136

第7章 搅拌槽的传热138

7.1 搅拌槽传热概述138

7.2 热载体侧的表面传热系数139

7.2.1 管中流体对管壁的表面传热系数139

7.2.2 夹套中热载体对槽壁的表面传热系数140

7.3 被搅液侧的表面传热系数142

7.3.1 牛顿流体的表面传热系数142

7.3.2 非牛顿流体的表面传热系数145

7.3.3 三种新型搅拌器的表面传热系数153

7.4.1 刮壁式传热概论155

7.4 高粘流体的刮壁式传热155

7.4.2 刮板固定方式、形状和材料157

7.4.3 刮壁式搅拌器的流型158

7.4.4 刮壁式搅拌器的功耗和传热161

7.5 CFD在优化刮壁式搅拌设备中的应用163

7.5.1 用CFD模拟搅拌槽流场的概况163

7.5.2 流场的模拟165

7.5.3 刮壁式搅拌器的功耗及切应变速率分布168

7.5.4 刮壁槽内的传热过程的解析170

7.5.5 结语176

参考文献177

8.1 固体粒子概述179

第8章 固体粒子的性质和测量179

8.2 固体粒子的粒径及粒径分布180

8.2.1 粒径的表示方式180

8.2.2 粒径分布182

8.2.3 平均粒径187

8.2.4 粒子的形态和形态系数188

8.2.5 沉降速度192

8.3 颗粒间的附着力195

8.3.1 水合作用力195

8.3.2 静电结合力197

8.3.3 范德华结合力197

8.3.4 各种结合力的相互作用197

8.4.1 固体粒子流动性和泛溢性的测量方法198

8.4 固体粒子的流动性、泛溢性和流态化性的测量198

8.4.2 固体粒子的流态化特性210

参考文献211

第9章 粉粒体混合设备212

9.1 粉粒体混合设备的形式和操作条件的决定212

9.1.1 混合设备形式的选择212

9.1.2 影响混合的因素213

9.2 粉粒体混合设备的功耗214

9.2.1 容器回转型混合机的功耗214

9.2.2 容器固定型混合机的功耗216

参考文献232

10.1 固-液悬浮的判据233

第10章 固-液搅拌设备233

10.1.1 以槽底未悬浮固体量作判据234

10.1.2 以槽内悬浮液的均匀程度作判据234

10.1.3 其它有关悬浮程度的判据234

10.2 固-液悬浮搅拌设备235

10.2.1 搅拌器235

10.2.2 桨径与槽径之比239

10.2.3 槽底形状240

10.2.4 叶轮的离底高度242

10.2.5 挡板和导流筒243

10.3 临界转速243

10.3.1 完全离底的临界转速243

10.3.2 完全均匀悬浮247

10.4.2 固相含量的影响248

10.4 物料性质对固-液悬浮的影响248

10.4.1 液相粘度的影响248

10.4.3 粒子大小的影响249

10.5 固-液悬浮搅拌槽的放大249

10.6 晶析和细粉在高粘流体中的均匀分散249

10.6.1 晶析设备249

10.6.2 细粉在高粘流体中的分散251

参考文献253

第11章 液-液搅拌设备254

11.1 液-液搅拌设备255

11.2 液-液分散的机理255

11.3.1 有关各向同性湍流的基础知识256

11.3 无表面活性剂存在时对平均滴径和滴径分布的理论分析256

11.3.2 关于平均滴径和滴径分布的解析260

11.4 液-液分散的实验研究结果264

11.4.1 临界转速264

11.4.2 逆分散操作267

11.4.3 平均滴径和滴径分布267

11.5 有表面活性剂存在下的液-液分散272

11.6 液-液分散液的密度和粘度272

11.7 乳液聚合和悬浮聚合反应器272

11.7.1 悬浮聚合和乳液聚合中的液-液分散272

11.7.2 悬浮聚合和乳聚合反应器274

参考文献278

12.1.1 气-液分散状态和临界分散转速280

第12章 气-液和气-液-固搅拌设备280

12.1 标准槽中的气-液分散和功耗280

12.1.2 通气时的搅拌功率283

12.1.3 比界面积、持气率和气泡平均直径287

12.2 叶轮形式与分布器对气-液分散的影响291

12.2.1 叶轮形式的影响291

12.2.2 气体分布器的影响295

12.3 用于气-液分散的多层搅拌器296

12.4 气-液系的传热299

12.5.2 搅拌功率303

12.5.4 搅拌器和气体分布器303

12.5.3 气含率、比界面积、传质系数和传热系数303

12.5.1 临界转速303

12.5 气-液-固三相体系303

参考文献304

第13章 搅拌槽的放大技术307

13.1 搅拌槽式反应器放大技术概述307

13.2 几何相似放大法307

13.2.1 几何相似放大法概要307

13.2.2 不同搅拌目的时的放大准则308

13.2.3 采用不同的放大准则时，混合参数的变化规律310

13.2.4 采用不同放大准则时，传热系数的变化规律311

13.2.5 由实验确定几何相似放大准则312

13.3.1 非几何相似放大法概要313

13.3.2 搅拌槽式聚合反应器的非几何相似放大实例313

13.3 非几何相似放大法313

13.3.3 非几何相似放大法的技术要点319

13.4 关于数学模型放大322

参考文献325

第14章 搅拌设备的计算机辅助设计326

14.1 引言326

14.2 搅拌设备常规设计方法326

14.2.1 搅拌设备设计过程326

14.2.2 搅拌设备的选型328

14.2.3 搅拌设备的化学工程设计331

14.2.4 搅拌设备的机械设计333

14.3.1 专家系统介绍334

14.3 专家系统及其化工应用334

14.3.2 专家系统的结构335

14.3.3 专家系统的开发336

14.3.4 专家系统在化工过程设计中的应用339

14.4 搅拌设备智能设计系统构成342

14.4.1 系统的功能和设计覆盖范围342

14.4.2 系统的基本结构343

14.5 搅拌器预选型决策分析347

14.5.1 AHP选型决策过程347

14.5.2 知识处理351

14.5.3 系统实现354

14.5.4 AHP方法分析讨论358

附录 搅拌设备设计用户条件表360

参考文献361