流化床结构传递理论与工业应用

本书可分为基础和应用两部分。其中，基础部分包括第1～9章，回顾流态化科学与技术的发展史，总结流态化家族概况、图谱及其流动结构，并分别介绍快速流化床、鼓泡流化床、湍动流化床、下行流化床的结构与传递关系模型，此外还介绍磁场对流化床结构的影响及操作相图、U型气动排料阀动力学模型、流化床传递-反应耦合模型。应用部分包括第10～13章，介绍难选铁矿磁化焙烧、攀西钛铁矿制备人造金红石、钒钛磁铁矿直接还原、软锰矿低温高效流态化还原这几个应用实例。
本书适合热能、化工、冶金、环境等学科从事流态化科技研究和应用研究的科研人员、工程技术人员以及高等院校相关专业的教师、研究生参考阅读。

前言
第1章 流态化科学与技术的发展史 1
1.1 引言 1
1.2 近代流态化理论的研究成果 2
1.3 流态化理论的研究现状 3
1.4 近代流态化科技的工业应用 5
1.5 我国流态化科技的发展现状 6
参考文献 10
第2章 流态化家族及其流动结构 16
2.1 经典流态化 16
2.2 流化质量的评价 18
2.2.1 Geldart分类 18
2.2.2 Wang-Li 判据 20
2.2.3 Dn准数判别法 20
2.2.4 床层局部空隙率波形分析法与局部不均匀指数 21
2.3 流态化家族 23
2.3.1 流态化家族图谱 23
2.3.2 固定床 25
2.3.3 散式流态化 25
2.3.4 鼓泡流态化 25
2.3.5 湍动流态化 26
2.3.6 快速流态化 27
2.3.7 稀相流态化输送 29
2.4 流化床的流动结构效应 30
2.4.1 结构的时空多尺度特征 30
2.4.2 流化床中局部流动结构的预测 34
2.4.3 结构与传递和反应性能的关系 34
2.4.4 流化床流动结构的调控——散式化方法 36
2.4.5 小结 37
符号说明 37
参考文献 38
第3章 快速流化床结构-传递关系模型及应用 42
3.1 引言 42
3.2 流化床局部结构与传递关系的意义 42
3.3 快速流化床局部结构参数 43
3.4 快速流化床局部流动结构参数预测模型 45
3.5 快速流化床局部传质结构参数预测模型 53
3.6 快速流化床局部传热结构参数预测模型 55
3.7 快速流化床局部流动结构-传递关系模型 57
3.7.1 快速流化床不均匀结构的分解与合成 57
3.7.2 快速流化床动量传递的曳力系数模型 57
3.7.3 快速流化床质量传递的传质系数模型 59
3.7.4 快速流化床热量传递的给热系数模型 60
3.8 快速流化床结构-传递关系模型的实验验证 61
3.8.1 计算机模拟和文献实验数据的对比 61
3.8.2 计算机模拟和本章 实验数据的对比 70
3.9 关于聚团的分裂与并聚对传质、传热影响的理论分析与讨论 73
符号说明 74
参考文献 77
第4章 鼓泡流化床结构-传递关系模型及实验验证 80
4.1 引言 80
4.2 气固鼓泡流化床结构预测模型 80
4.2.1 鼓泡流化床流动结构参数 80
4.2.2 鼓泡流化床流动结构参数的求解 81
4.3 气固鼓泡流化床局部流动结构-传递关系模型 86
4.3.1 鼓泡流化床不均匀结构的分解-合成方法 86
4.3.2 鼓泡流化床动量传递的曳力系数模型 87
4.3.3 鼓泡流化床质量传递的传质系数模型 88
4.3.4 鼓泡流化床热量传递的给热系数模型 91
4.4 鼓泡流化床结构-传递关系模型的实验验证 95
4.4.1 计算机模拟和实验的方法 95
4.4.2 B类物料的实验结果与模拟结果对比 95
4.4.3 A类物料的实验结果与模拟结果对比 97
4.4.4 C类物料的实验结果与模拟结果对比 100
4.4.5 内构件鼓泡流化床的实验结果与模拟结果对比 104
4.4.6 鼓泡流化床中的传质实验研究与数值模拟 110
4.4.7 基于鼓泡流化床结构曳力系数表达式的结构参数模型与数值模拟 112
4.5 基于鼓泡床结构曳力系数模型的固相停留时间分布的模拟 116
4.5.1 单一粒径颗粒停留时间分布的模拟与验证 117
4.5.2 双粒径颗粒停留时间分布的模拟与验证 122
符号说明 126
参考文献 130
第5章 湍动流化床结构-传递关系模型及CFD模拟 133
5.1 引言 133
5.2 湍动流化床介尺度结构预测模型 134
5.2.1 结构参数 134
5.2.2 动力学方程组的建立 134
5.3 湍动流化床结构与动量传递关系模型 137
5.4 湍动流化床结构与质量传递关系模型 138
5.5 湍动流化床结构与热量传递关系模型 141
5.6 关于两相气体之间的质量交换系数Kcd及热量交换系数αcd的计算 144
5.7 动力学方程组的修正 144
5.8 湍动流化床模型的实验验证 146
5.8.1 动量传递模型的实验验证 146
5.8.2 质量传递模型的实验验证 150
符号说明 155
参考文献 159
第6章 下行流化床结构-传递关系模型及CFD模拟 161
6.1 引言 161
6.2 下行流化床介尺度结构预测模型 164
6.3 气固相互作用曳力系数模型 171
6.4 下行流化床局部传质结构参数预测模型 173
6.5 下行流化床质量传递的传质系数模型 175
6.6 下行流化床局部传热结构参数预测模型 175
6.7 下行流化床热量传递的给热系数模型 177
6.8 介尺度结构参数模型和曳力系数模型的实验验证 178
符号说明 184
参考文献 188
第7章 磁场对流化床结构的影响及操作相图 190
7.1 引言 190
……