《計算流體力學及其在化學工程中的套用》是2021年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：計算流體力學及其在化學工程中的套用
- 作者：衛宏遠,黨樂平,張婷
- 類別：化學工業類圖書
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2021年
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝-膠訂
- ISBN：9787030698018
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書介紹了計算流體力學(CFD)相關的基礎知識和數值算法，並根據化工過程以及單元操作的特點，詳細介紹了多相流、燃燒、微觀混合等套用模型，以及如何將這些套用模型集成於CFD主解器的框架中。本書的**特點是通過典型案例向讀者全面介紹CFD相關理論模型在具體的化工過程中的套用方法，幫助讀者充分了解如何利用CFD有效地服務於化工工藝和設備的最佳化、設計、放大及創新。全書共7章，前兩章是基礎理論知識、模型與數值算法；後五章根據套用單元或工藝，系統闡述CFD仿真在流體輸送及非傳質多相流、傳熱過程、傳質與分離過程、化學反應過程及反應器最佳化與放大、化工安全等領域的相關套用。
圖書目錄
前言
第1章 計算流體力學概述 1
1.1 什麼是計算流體力學 1
1.2 流體流動基本特性 3
1.2.1 流體特性 3
1.2.2 流動特性 4
1.3 流體流動控制方程 6
1.3.1 質量守恆方程 7
1.3.2 動量守恆方程 10
1.3.3 能量守恆方程 11
1.3.4 組分質量守恆方程 14
1.3.5 控制方程的通用形式 15
1.4 CFD控制方程的離散 16
1.4.1 離散目的 17
1.4.2 離散格線 17
1.4.3 離散方法 18
1.4.4 離散格式 20
1.5 CFD求解方法 24
1.5.1 基於壓力的求解器 24
1.5.2 基於密度的求解器 26
1.6 CFD求解過程 27
1.7 常用CFD商業軟體 29
1.7.1 前處理軟體 29
1.7.2 求解器 30
1.7.3 後處理軟體 32
1.7.4 綜合軟體 32
符號說明 34
參考文獻 34
第2章 CFD模擬常用套用模型 35
2.1 湍流 35
2.1.1 湍流簡介 35
2.1.2 湍流模型 36
2.1.3 近壁流動 53
2.2 熱傳遞 56
2.2.1 熱傳遞概述 56
2.2.2 熱傳遞模型 56
2.3 化學反應與燃燒 63
2.3.1 概述 63
2.3.2 化學反應與燃燒模型 64
2.3.3 微觀混合 75
2.4 多相流 83
2.4.1 多相流概述 83
2.4.2 多相流分類 83
2.4.3 多相流模型 84
2.5 其他套用模型 99
2.5.1 移動區域模型 99
2.5.2 非牛頓流體模型 102
符號說明 104
參考文獻 105
第3章 CFD在單相流和非相間傳質流過程中的套用 109
3.1 流體輸送 109
3.1.1 流體輸送簡介 109
3.1.2 流體輸送套用模型 110
3.1.3 CFD在流體輸送中的套用 111
3.1.4 離心泵模擬案例分析 112
3.2 攪拌混合 120
3.2.1 攪拌混合簡介 120
3.2.2 攪拌混合CFD模擬概述 121
3.2.3 攪拌混合模擬案例分析 122
3.3 沉降 128
3.3.1 沉降簡介 128
3.3.2 沉降CFD模擬概述 129
3.3.3 重力空氣分級器模擬案例分析 130
3.4 過濾 136
3.4.1 過濾簡介 136
3.4.2 過濾套用模型 136
3.4.3 CFD在過濾中的套用 139
3.4.4 陶瓷過濾器模擬案例分析 140
3.5 流態化 147
3.5.1 流態化概述 147
3.5.2 流化床CFD模擬概述 148
3.5.3 流化床模擬案例分析 149
符號說明 155
參考文獻 156
第4章 CFD在傳熱過程中的套用 160
4.1 傳熱過程 160
4.1.1 傳熱過程簡介 160
4.1.2 換熱過程套用模型 161
4.1.3 CFD在換熱器中的套用 162
4.1.4 管式換熱器模擬案例分析 163
4.2 蒸發 169
4.2.1 蒸發簡介 169
4.2.2 蒸發套用模型 170
4.2.3 CFD在蒸發中的套用 181
4.2.4 鹽水液滴蒸發模擬案例分析 182
4.3 物料乾燥 187
4.3.1 物料乾燥簡介 187
4.3.2 物料乾燥套用模型 189
4.3.3 CFD在物料乾燥中的套用 193
4.3.4 噴霧乾燥模擬案例分析 194
符號說明 199
參考文獻 200
第5章 CFD在分離過程中的套用 203
5.1 氣體吸收 203
5.1.1 氣體吸收簡介 203
5.1.2 氣體吸收套用模型 205
5.1.3 CFD在氣體吸收中的套用 206
5.1.4 吸收塔模擬案例分析 207
5.2 蒸餾 212
5.2.1 蒸餾簡介 212
5.2.2 蒸餾套用模型 214
5.2.3 CFD在蒸餾中的套用 224
5.2.4 板式塔模擬案例分析 224
5.3 萃取 233
5.3.1 萃取簡介 233
5.3.2 萃取CFD模擬概述 235
5.3.3 萃取塔模擬案例分析 237
5.4 工業結晶 244
5.4.1 工業結晶簡介 244
5.4.2 工業結晶套用模型 246
5.4.3 CFD在工業結晶中的套用 248
5.4.4 反應結晶模擬案例分析 249
5.5 吸附 253
5.5.1 吸附簡介 253
5.5.2 吸附套用模型 256
5.5.3 CFD在吸附中的套用 260
5.5.4 吸附模擬案例分析 261
5.6 膜分離 265
5.6.1 膜分離簡介 265
5.6.2 膜分離套用模型 267
5.6.3 CFD在膜分離中的套用 273
5.6.4 膜分離模擬案例分析 274
符號說明 279
參考文獻 280
第6章 CFD在化學反應過程中的套用 286
6.1 微觀混合 286
6.1.1 微觀混合嵌入CFD模擬化學反應 286
6.1.2 微觀混合模擬案例分析 288
6.2 催化 294
6.2.1 催化簡介 294
6.2.2 催化過程套用模型 295
6.2.3 CFD在催化中的套用 298
6.2.4 催化模擬案例分析 299
6.3 聚合反應 305
6.3.1 聚合反應簡介 305
6.3.2 聚合反應套用模型 307
6.3.3 CFD在聚合反應中的套用 308
6.3.4 聚合反應模擬案例分析 310
6.4 電化學反應 318
6.4.1 電化學反應簡介 318
6.4.2 電化學反應套用模型 320
6.4.3 CFD在電化學反應中的套用 323
6.4.4 電化學反應模擬案例分析 325
6.5 燃燒 330
6.5.1 燃燒套用模型 331
6.5.2 CFD在燃燒中的套用 342
6.5.3 燃燒反應模擬案例分析 343
6.6 微反應器 348
6.6.1 微反應器簡介 348
6.6.2 CFD在微反應器中的套用 351
6.6.3 微反應器CFD模擬案例分析 353
6.7 反應器放大 356
6.7.1 反應器放大方法與準則 356
6.7.2 CFD在反應器放大過程中的套用 359
6.7.3 反應器放大模擬案例分析 360
符號說明 364
參考文獻 366
第7章 CFD在化工安全領域中的套用 373
7.1 化工安全簡介 373
7.1.1 化工生產的特點 373
7.1.2 化工安全生產的意義 374
7.1.3 化工安全的重要性 374
7.1.4 本質安全 376
7.1.5 CFD在化工過程安全中的套用 376
7.2 反應器熱失控模擬 378
7.3 化學氣體泄漏模擬 383
7.3.1 氣體擴散簡介 383
7.3.2 氣體泄漏案例分析 393
7.4 爆炸事故模擬 396
7.4.1 爆炸模型 396
7.4.2 爆炸案例分析 399
7.5 池火事故模擬 404
符號說明 408
參考文獻 409
