Dense Phase Carbon Dioxide pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Blackwell Pub Professional

作者:Balaban, Murat O.

出品人:

页数:336

译者:

出版时间:2012-6

价格:$ 225.94

装帧:HRD

isbn号码:9780813806495

丛书系列:

图书标签:

二氧化碳
致密流体
超临界流体
相行为
热力学
输运性质
溶解度
萃取
化工工程
流体流动

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具体描述

Dense Phase Carbon Dioxide: Applications for Food brings into one volume the diverse aspects and the accumulated knowledge regarding DPCD. For the first time, the theory, microbial, enzymatic, quality, and process related issues and related research have been compiled together into a single resource. International experts in the Dense Phase Carbon Dioxide applications to foods have contributed in their areas of expertise to create synergy that clarifies concepts and reveals potential application areas and future direction of research. Positioned as an industry reference book, Dense Phase Carbon Dioxide: Applications for Food will appeal to food scientists, food technologists, food engineers, food safety, quality and production managers; government officials, researchers and regulators; extension specialists; equipment and packaging suppliers; and particularly professionals in the juice, dairy and beverage industries.

现代材料科学中的多相流体动力学：跨学科研究的深度解析本书聚焦于当代材料科学、化学工程以及物理学交叉领域的前沿课题——复杂体系中的多相流体动力学。本书旨在为研究人员、高级学生以及工业工程师提供一个全面、深入且具有高度实用价值的参考框架，用以理解和预测在极端条件或复杂微结构下，流体与固体、流体与流体界面相互作用的内在机制。第一部分：理论基础与先进建模方法本书的开篇部分建立在坚实的物理学和数学基础之上。我们首先回顾了经典流体力学（Navier-Stokes方程）的演化，并将其拓展到包含界面张力、相变驱动力以及非牛顿行为的复杂流体系统。 1.1 界面张力的热力学与动力学详细探讨了吉布斯自由能、表面张力和界面能之间的热力学联系。重点分析了在温度梯度、浓度梯度以及剪切流场下，界面动态行为的演化规律。引入了动态表面张力的概念，并结合实验观测数据，探讨了表面活性剂分子吸附速率对界面演化的影响机制，特别是针对具有高分子量或复杂几何结构组分的情况。 1.2 欧拉-拉格朗日混合方法与相场模型（Phase Field Methods）传统的欧拉方法在处理剧烈变形的流体界面时常遭遇网格畸变问题；拉格朗日方法（如SPH）则在处理大量粒子时的计算成本高昂。本书详细介绍并比较了近年来兴起的混合数值方法。相场模型（PFM）的深化应用：我们深入剖析了Cahn-Hilliard方程和Allen-Cahn方程在描述相分离、成核与粗化过程中的优势与局限性。特别关注了如何通过引入额外的驱动项来精确模拟由化学势梯度或外部电场诱导的界面迁移。提供了求解非均匀网格系统中的相场方程的先进有限元/有限体积算法。水平集方法（Level Set Methods, LSM）的改进：探讨了如何结合符号距离函数（SDF）与动量方程，实现对界面拓扑变化的鲁棒跟踪。书中包含了一章专门讨论如何修正LSM以准确捕捉高密度比流体之间的冲击波和反弹现象。 1.3 湍流与多尺度相互作用在涉及大规模工业应用（如燃烧器、反应器设计）时，湍流效应不可避免。本书从统计力学角度分析了湍流脉动对分散相（气泡、液滴或固体颗粒）输运特性的影响。引入了雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程的变体，以及大涡模拟（LES）框架下对界面输运的子网格模型，重点关注亚格子模型如何处理界面上的动量和质量交换过程。 --- 第二部分：特定物理系统中的多相流行为本部分将理论框架应用于几个具有重要工程意义的实际物理体系，展现了流体力学原理在材料加工和能源转换中的应用潜力。 2.1 颗粒床中的非均相流动与传热针对多孔介质和颗粒床系统，本书着重分析了颗粒尺度效应（Particle-Resolved Effects）。颗粒床的压降与床层结构：详细推导了Ergun方程的修正形式，考虑了颗粒尺寸分布（PSD）和颗粒非球形对流体阻力的影响。通过X射线层析成像数据验证了床层中局部空隙率的波动性。颗粒接触动力学：探讨了在剪切和振动条件下，颗粒团聚与解聚的机制。引入了基于离散元法（DEM）与计算流体力学（CFD）耦合（DEM-CFD）的模拟策略，以精确预测颗粒间的摩擦、碰撞以及热量在颗粒接触点上的局部传递情况。 2.2 复杂乳液与悬浮液中的流变学许多现代涂料、胶体和生物制剂均表现出复杂的流变行为。剪切变稀与粘弹性：深入分析了高浓度悬浮液中，由于颗粒或液滴的定向排列、链式结构形成所导致的非牛顿行为。应用了Carreau模型、Cross模型，并介绍了如何利用动态光散射（DLS）和振荡流变仪来确定模型的输入参数。界面弛豫与稳定性：讨论了在强剪切场下，乳液液滴或气泡的变形、破碎与聚结过程。重点分析了Marangoni效应在稳定界面或促进界面迁移中的作用，特别是在存在温度梯度或浓度梯度驱动的流动场中。 2.3 气液（或气固）两相流中的相变动力学本部分关注涉及快速蒸发、冷凝或化学反应的系统。成核与生长速率的量化：提供了关于成核理论的最新进展，特别是异相成核相对于均相成核的激活能分析。在冷凝方面，本书详细分析了液滴成核的能量势垒，以及不同壁面润湿性对冷凝传热效率的决定性影响。气泡动力学与分离：针对气液分离过程，研究了气泡在上升过程中因周围流场变化而导致的形状失真（从球形到帽形）。介绍了如何利用高速摄像技术与皮托管阵列来测量局部速度剖面，以优化气液分离器的设计，最小化夹带损失。 --- 第三部分：实验技术与数据驱动的分析方法本书认识到精确实验数据对于验证和校准复杂模型的重要性，因此专门辟出部分介绍先进的测量技术。 3.1 非侵入式光学诊断技术粒子图像测速（PIV）与背散射技术：详细说明了如何利用双帧PIV技术来测量复杂多相流体中的速度场，特别是如何通过优化照明和采集设置，区分油相、水相或气泡表面的散射信号，以实现跨界面的速度测量。相位测量技术：介绍了双波长断层扫描（Dual-Wavelength Tomography）和相位调制技术在确定局部体积分数和颗粒分布方面的应用，尤其是在不透明或高散射介质中的应用。 3.2 结合机器学习的流场解析面对高度非线性和高维度的流体力学数据，本书探讨了利用数据科学工具来辅助传统方法的不足。降维模型构建：利用Proper Orthogonal Decomposition (POD) 分析高分辨率模拟或实验数据，提取流场中占据主要能量的低阶模态，从而构建出可以快速预测系统行为的简化模型。物理信息神经网络（PINN）：讨论了如何将流体力学控制方程（如Navier-Stokes方程）直接嵌入到神经网络的损失函数中，以实现对稀疏或噪声数据的插值与预测，特别是在边界条件难以精确设定的复杂几何结构中。本书的最终目标是为读者提供一套整合了深厚理论、先进数值方法以及尖端实验诊断的综合工具箱，以应对当前材料加工、微流控以及环境工程中遇到的复杂多相流动挑战。