混合是化學工業(yè)以及相關的過程工業(yè)等應用領域不可或缺的單元操作之一�！痘瘜W反應器中的宏觀與微觀混合》主要論述評價混合技術和設計優(yōu)劣的三種實用指標：宏觀混合的混合時間、微觀混合的離集指數(shù)、連續(xù)流動反應器的停留時間分布，包括它們的意義、實驗測定和數(shù)值模擬，以及在混合技術評價上的作用。本書聚焦多種以液相為連續(xù)相的化學反應器，包括攪拌槽、環(huán)流反應器、固定床等，重點是混合程度和混合速率定量的指標和描述，包括研究的工業(yè)攪拌應用背景、混合機理、模型化的研究現(xiàn)狀和今后的發(fā)展趨勢。
《化學反應器中的宏觀與微觀混合》將為混合設備（例如攪拌槽、環(huán)流反應器）的設計、優(yōu)化和放大提供基礎理念、實驗測定和數(shù)值計算方法，適合化工、制藥、材料、生物、食品等領域科技工作者閱讀，也可供高等學校相關專業(yè)師生學習參考。
毛在砂，中科院過程工程研究所研究員、博導，2004年享受政府特殊津貼。1966年畢業(yè)于清華大學化工系，1981年中科院化工冶金研究所碩士，1988年美國休斯頓大學化工系博士。1990~2010年任中科院研究生院兼職教授，講授“化學反應工程”和“化工數(shù)學模型及方法”課，出版教材《化學反應工程學基礎》、《化工數(shù)學模型方法》。2000年起任Chinese Journal of Chemical Engineering副主編，1999年起任《過程工程學報》副主編。研究方向為化學反應工程和多相流體力學。以含液相的典型多相化學反應器為對象，研究其中多相流動及傳遞現(xiàn)象的機理和數(shù)學模型，注意將多相流體力學、傳遞原理、平衡態(tài)和非平衡態(tài)熱力學、數(shù)值計算方法用于化學反應工程問題，以推動化學工程研究向定量和機理模型的方向發(fā)展。1997~2000年負責國家自然科學基金委重大基金子課題“絡合催化a-烯烴氫甲�；姆磻こ萄芯俊保�2004~2008年負責國家自然科學基金委重大基金項目“多相化工體系中Marangoni效應的機理、模擬及調控”課題，還曾參加多項自然科學基金項目和973項目課題的研究�，F(xiàn)主持國家自然科學基金面上項目1項。在Chem. Eng. Sci.、Chinese J. Chem. Eng.等科技期刊上發(fā)表論文近200篇，有30余項多相反應技術的專利。獲得2001年北京市科技進步三等獎（滴流床反應器的性能和優(yōu)化模擬研究），2003年中石化集團科技進步一等獎，2006年中國石油和化學工業(yè)協(xié)會科技進步一等獎（多相體系的化學反應工程和反應器的應用基礎研究），2009年國家自然科學二等獎（多相體系的化學反應工程和反應器的基礎研究及應用），2015年國家技術發(fā)明二等獎（含高濃度分散相的攪拌反應器數(shù)值放大與混合強化的新技術）。
第1章混合概述001
1.1過程工業(yè)中的混合001
1.1.1化學反應器中的混合001
1.1.2單元操作中的混合003
1.1.3均相混合與非均相混合004
1.2混合設備006
1.2.1攪拌槽006
1.2.2環(huán)流反應器018
1.2.3高剪切混合器021
1.2.4射流混合器023
1.2.5靜態(tài)混合器026
1.2.6捏合/擠出設備027
1.3其它形式反應器的混合強化030
參考文獻033
第2章混合過程和機理035
2.1混合體系中的流動-宏觀混合035
2.1.1攪拌槽的基本流型035
2.1.2攪拌槽流動的數(shù)學模型037
2.1.3流動與宏觀混合的關系040
2.1.4宏觀混合的基本理念041
2.2混合體系中的傳熱043
2.3混合體系中的傳質043
2.4化學反應-微觀混合046
2.4.1簡單反應體系046
2.4.2平行復雜反應047
2.4.3連串復雜反應048
2.4.4化學沉淀049
2.4.5微觀混合的基本理念050
2.5混合研究的發(fā)展趨勢053
參考文獻054
第3章宏觀混合的實驗研究056
3.1混合的特征指標056
3.1.1混合時間057
3.1.2混合時間的其它定義061
3.1.3宏觀混合的其它指標063
3.2宏觀混合實驗068
3.2.1示蹤劑069
3.2.2示蹤實驗技術070
3.3典型反應器的宏觀混合097
3.3.1單液相體系100
3.3.2多相體系101
3.4小結125
參考文獻127
第4章宏觀混合的模型和數(shù)值模擬研究133
4.1 混合時間的經(jīng)驗模型133
4.1.1經(jīng)驗關聯(lián)式133
4.1.2主體循環(huán)模型135
4.1.3擴散模型136
4.1.4分區(qū)模型137
4.2混合時間的CFD模型138
4.2.1宏觀流場的數(shù)學模型139
4.2.2示蹤劑傳遞的數(shù)學模型141
4.2.3數(shù)值模擬步驟144
4.3單相體系混合的數(shù)值模擬145
4.3.1攪拌槽145
4.3.2其它混合/反應設備151
4.4多相體系混合的數(shù)值模擬157
4.4.1多相體系的宏觀混合數(shù)學模型158
4.4.2氣液兩相體系的宏觀混合159
4.4.3鼓泡塔和環(huán)流反應器166
4.4.4液固兩相體系168
4.4.5液液兩相體系170
4.4.6氣液固和其它多相體系172
4.5宏觀混合數(shù)值模擬的新思考177
4.5.1宏觀混合的純流體力學模型177
4.5.2宏觀混合和空間均勻分布的關系179
4.6小結180
參考文獻181
第5章反應器停留時間分布186
5.1停留時間分布和宏觀混合性能的關系186
5.1.1停留時間分布（RTD）186
5.1.2宏觀混合的定量指標189
5.1.3RTD與宏觀混合時間的聯(lián)系190
5.1.4反應器中年齡的時空分布192
5.2RTD的實驗測定199
5.2.1RTD的測定技術199
5.2.2非理想流動的RTD 200
5.2.3流動反應器的RTD 202
5.3停留時間分布的模型和模擬204
5.3.1停留時間分布的模型化204
5.3.2停留時間分布的數(shù)值模擬210
5.3.3不依賴示蹤劑的數(shù)值模擬211
5.3.4停留時間分布的隨機過程模擬216
5.4多相體系的RTD220
5.4.1多相體系RTD的實驗測定220
5.4.2多相體系RTD的數(shù)值模擬223
5.4.3多相體系中年齡空間分布的模擬232
5.5管式反應器的混合強化233
5.6小結241
參考文獻242
第6章微觀混合的實驗研究245
6.1基本概念和定義245
6.1.1微觀混合時間246
6.1.2離集指數(shù)254
6.2復雜測試反應258
6.2.1平行競爭反應258
6.2.2連串競爭反應264
6.2.3化學沉淀267
6.3實驗方法269
6.3.1離集指數(shù)測定269
6.3.2宏-微混合聯(lián)合測量274
6.3.3微觀混合時間的估算279
6.4反應器內微觀混合過程研究285
6.4.1攪拌槽反應器285
6.4.2環(huán)流反應器315
6.4.3膜反應器323
6.4.4靜態(tài)混合器328
6.4.5撞擊流反應器330
6.4.6其它反應器337
6.5微觀混合強化342
6.5.1各種形式反應器的比較342
6.5.2微觀混合強化技術344
6.6小結349
參考文獻351
第7章微觀混合的模型和數(shù)值模擬研究358
7.1歷史回顧358
7.2經(jīng)驗和機理模型360
7.2.1經(jīng)驗模型361
7.2.2機理模型372
7.2.3宏觀和微觀混合結合的模型387
7.2.4微觀混合時間估算390
7.3基于CFD的微觀混合數(shù)值模擬390
7.3.1模擬策略390
7.3.2基于加料點流場的模擬392
7.3.3基于全流場的模擬398
7.4多相體系的模擬431
7.4.1液固體系432
7.4.2氣液體系434
7.4.3化學沉淀435
7.5全CFD模擬展望461
7.5.1模型和模擬工作小結461
7.5.2機理模型耦合CFD的微觀混合模擬463
7.5.3值得深入的課題465
參考文獻466
第8章微通道器件中的混合474
8.1微通道器件及應用474
8.2混合性能的表征479
8.2.1微通道的混合性能479
8.2.2混合性能的指標480
8.2.3其它形式的指標483
8.3混合性能的實驗測定485
8.3.1可視化實驗技術485
8.3.2化學反應探針法491
8.3.3多相體系的實驗研究494
8.4混合過程的CFD模型和模擬498
8.4.1計算流體力學方法的適用性498
8.4.2CFD數(shù)學模型500
8.4.3LBM方法507
8.4.4微通道混合的數(shù)值模擬510
8.5小結527
參考文獻528
第9章混合研究的新課題532
參考文獻542
符號說明543
索引549
書單推薦
