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出版者:

作者:Dr. D. McGlinchey

出品人:

页数:304

译者:

出版时间:2008-5

价格:$ 190.00

装帧:

isbn号码:9781405158251

丛书系列:

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• Solids
• Handling
• Bulk
• Bulk Solids
• Material Handling
• Powder Handling
• Granular Materials
• Conveying Systems
• Storage Systems
• Processing Equipment
• Industrial Equipment
• Engineering
• Automation

《精工细作：复杂流体在现代工程中的精准调控》 本书并非一本关于散装固体物料搬运技术的入门指南，而是深入探索流体动力学、传热学以及相关学科如何在现代工程领域实现对复杂流体行为的精准调控。本书旨在为工程师、研究人员以及对流体力学应用感兴趣的读者提供一个全新的视角，聚焦于那些在传统散装固体处理范畴之外，但同样对工业流程至关重要的流体工程难题。 第一部分：微观世界里的宏观力量——复杂流体的基础理论与表征 本部分将首先打破对“流体”的传统认知，将其范畴扩展至包含多相流、非牛顿流体、胶体、悬浮液、乳液乃至生物流体等一系列具有复杂内部结构和非线性行为的物质。我们将从微观角度剖析这些复杂流体的构成要素，例如颗粒粒径分布、形貌、表面性质，以及它们在宏观流动行为中所扮演的关键角色。 章节一：超越牛顿的界限——非牛顿流体的分类与本构模型 我们将详细阐述剪切增稠、剪切稀化、宾汉流体、幂律流体等非牛顿流体的经典分类，并深入介绍其对应的本构方程，如卡门-斯托克斯方程、奥斯特瓦尔德-德·维尔模型、普朗特-梅塞流体模型等。重点将放在如何根据实际应用场景选择和修正合适的本构模型，以准确预测流体的应力-应变关系。我们将探讨如流变仪的实验原理、数据处理方法，以及如何将实验数据转化为可用于数值模拟的参数。 章节二：多相交织的舞蹈——多相流动的关键力学 本书将聚焦于气-液、液-液、固-液、固-气等复杂多相流动的独特力学现象。我们将深入讨论相间相互作用力，包括表面张力、界面张力、润湿性、毛细力，以及颗粒/液滴在连续相中的拖曳力、升力、虚拟质量力等。通过大量的实例，我们将展示这些力学如何在混合、分离、反应器设计、管道输送等工程环节中产生决定性影响。我们将探讨多种相流的流动模式，如分层流、泡流、环流、弹状流等，并分析其对传质、传热效率的影响。 章节三：界面与传质——传质过程中的界面现象 流体之间的界面是能量和物质交换的关键场所。本章将重点关注界面张力、界面曲率、界面动力学以及表面活性剂的作用，并将其与传质过程紧密结合。我们将分析毛细现象、膜传质、液-液萃取、气泡上升与破裂等与界面密切相关的传质机理。通过案例研究，我们将说明如何通过调控界面性质来优化传质效率，例如在化工分离、药物递送、食品加工等领域。 第二部分：工程应用中的流体智慧——设计、优化与控制 在掌握了复杂流体的基础理论后，本部分将把这些知识应用于具体的工程设计和操作中，强调如何通过精准的流体控制来实现更高的效率、更好的产品质量和更安全的生产环境。 章节四：精密混合与分散——搅拌器设计与流场优化 本书将深入探讨各种搅拌器（如桨式、涡轮式、推进式、锚式）在混合不同粘度、密度和相态流体时的性能差异。我们将利用计算流体动力学（CFD）技术，分析搅拌器产生的流场分布，包括速度梯度、湍动能耗散率、停留时间分布等，并讨论如何通过优化搅拌器几何形状、转速和安装位置来实现高效的混合与分散，例如在涂料、油墨、制药、食品等行业。我们将详细介绍CFD模拟的网格生成、求解器选择、边界条件设置以及结果后处理等关键步骤。 章节五：高效传热与相变——热交换器与反应器内的流动与热传递 与纯流体不同，复杂流体在传热和相变过程中会表现出更为复杂的现象。本章将重点研究多相流体在热交换器（如板式、管壳式）和反应器内的流动与热传递耦合问题。我们将分析颗粒/气泡对换热表面润湿性的影响、相变潜热的释放与吸收、以及流体侧强化传热的策略。我们将探讨如何通过优化流体分配、通道设计、表面改性等手段来提高传热效率，例如在化工合成、能源存储、冷却系统等领域。 章节六：安全输送与计量——管道流动的挑战与解决方案 长距离、高粘度、易沉降或易结晶的复杂流体输送是工程上面临的巨大挑战。本章将分析管道内的流动阻力、压降、颗粒沉降、垢层形成、以及剪切敏感流体的堵塞风险。我们将探讨如何通过优化管道设计（如材质选择、坡度设置、必要时设置流体助剂）、泵选型、以及采用先进的监测和控制技术（如在线粘度测量、粒子图像测速PIV）来确保流体的安全、稳定和经济高效输送。 章节七：微流控与生物流体——微观尺度上的精准操控 随着微技术和生物技术的发展，微流控芯片和生物流体在工程中的应用日益广泛。本章将介绍在微观尺度上如何利用表面张力、毛细作用、电动力学效应（如电渗流、电泳）以及流体惯性等原理，实现对纳升级液体和细胞的精准操控、混合、分离和反应。我们将重点关注药物研发、生物传感器、微反应器等领域的最新进展，并分析其对流体控制的独特要求。 第三部分：前沿探索与未来展望——智能流体调控的新机遇 本部分将着眼于当前复杂流体工程领域的前沿研究方向和未来的发展趋势，为读者提供一个关于技术革新和创新应用的宏观视野。 章节八：智能流体与响应性材料——自适应流体行为的实现 本书将介绍近年来备受关注的智能流体（如磁流变液、电流变液、形状记忆聚合物）以及响应性材料。我们将探讨如何利用外部刺激（如磁场、电场、温度、光）来实时调控这些流体的粘度、屈服应力、甚至形变，从而实现流体的自适应流动和形状变化。这些技术在主动阻尼、可变阻力、精密驱动等领域展现出巨大的潜力。 章节九：数值模拟与实验验证——复杂流体问题的多尺度建模 现代工程设计离不开强大的数值模拟工具。本章将系统介绍计算流体动力学（CFD）在复杂流体模拟中的应用，包括多相流模型（如欧拉-欧拉、欧拉-拉格朗日）、颗粒流模型（如离散元法DEM）、以及耦合多物理场（如流固耦合、热固耦合）的模拟技术。我们将强调实验验证的重要性，并介绍如激光多普勒测速（LDV）、粒子图像测速（PIV）、核磁共振成像（MRI）等先进实验技术，以确保模拟结果的准确性。 章节十：可持续性与绿色工程——复杂流体处理的环保挑战 在日益强调可持续发展的今天，复杂流体工程也面临着环保的挑战。本章将探讨如何通过优化工艺流程、减少污染物排放、回收利用废水废液，以及开发环保型流体助剂等方式，实现绿色工程目标。我们将分析例如在污水处理、二氧化碳捕集、生物燃料生产等领域中，流体工程如何为环境保护做出贡献。 本书内容涵盖广泛，从基础理论到前沿应用，旨在为读者构建一个关于复杂流体在现代工程中精确调控的全面知识体系。我们鼓励读者将书中的理论知识与实际工程问题相结合，通过创新性的思维和技术手段，解决更加复杂和精密的流体工程难题。

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这本书给我最大的冲击是其对“动态变化”的捕捉能力。许多处理散装固体的文献都倾向于将物料视为静态的、均匀的个体，但现实世界中，湿度变化、温度波动、甚至海拔高度都会对物料的流动性产生巨大影响。《散装固体处理》非常细腻地探讨了这些“非理想”条件下的系统行为。例如，书中专门用了一整节讨论了高湿度对粉体架桥现象的诱发机制，并对比了不同振动频率的解决方案的有效性差异。当我将书中的理论与我工厂实际遇到的“潮湿天气下储存料仓卡死”的问题进行对照时，那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。它不是那种“一劳永逸”的解决方案汇编，而是教会你如何构建一个具有适应性的处理系统。更重要的是，作者似乎对不同行业（矿业、化工、食品加工）的特殊需求都有所了解，并提供了针对性的设计考量。这使得这本书不仅适用于单一的工程领域，更像是一部通用的、关于如何与“会变”的物料打交道的百科全书，其广博的知识覆盖面令人叹服。

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说实话，我对技术书籍的阅读体验通常是“看标题、找重点、跳过大段数学公式”，但《散装固体处理》这本书彻底颠覆了我的习惯。我通常是在处理特定批次物料——比如一些流动性极差的粘性粉末——时才会去查阅资料，但这本书的魅力在于其叙事的连贯性。它不仅仅是告诉你“该怎么做”，更重要的是解释了“为什么这样做”。比如，在谈到筒仓设计时，它没有简单地给出Hopper的坡度标准，而是深入分析了颗粒间的内摩擦角和壁面摩擦系数如何共同决定物料的排出模式，区分了“活塞流”和“柱塞流”对下游设备的影响。这种对底层物理机制的剖析，让我对以往凭经验操作的环节有了更深刻的理解。我尤其欣赏它在安全性和环境控制方面所占的篇幅，详细介绍了粉尘爆炸的预防措施、惰性气体保护系统的应用，以及如何设计有效的除尘系统。这体现了作者的远见卓识，知道现代化的固体处理绝不仅仅是“搬运”，更关乎可持续性和人员安全。读完后，我感觉我的技术视野一下子被拓宽了，不再局限于单个设备的性能，而是开始审视整个系统的动态平衡。

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这本《散装固体处理》简直是为我量身定做的！我一直苦于找不到一本能系统梳理从原料接收、储存、输送到最终装载全流程的书籍。市面上很多资料要么过于侧重理论推导，要么只讲解特定设备的具体操作，完全没有像这本书一样，将整个物料流动的“生命周期”串联起来。当我翻开目录时，就被它那种宏观到微观的布局深深吸引了。它不像那些枯燥的教科书，而是用一种非常贴近实际工程需求的口吻，详尽地阐述了如何根据物料特性（比如流动性、磨蚀性、静电性）来选择最合适的输送方式——到底是该用气力输送还是机械输送？如果选择螺旋输送机，那么关键的参数如何计算？更让我惊喜的是，书中对“堵塞”和“分离”这些实际操作中最头疼的问题，提供了非常具体且可操作的解决方案，配有大量的图示和案例分析，这远比单纯的公式堆砌要有价值得多。它真的做到了，把一个看似庞大的工程领域，拆解成了一系列可以被理解和掌握的模块，让我这个非专业出身的工程师也能快速入门并建立起完整的知识框架。这本书的深度和广度，完全超出了我对一本“技术手册”的预期，更像是一本资深工程师的多年经验总结。

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我是一名专注于物流供应链优化的管理者，购买这本书的初衷是想了解优化仓库和装卸环节的潜力。坦率地说，我对颗粒力学和流变学本身并没有太高要求，我更关注的是效率和成本控制。然而，《散装固体处理》这本书的结构设计非常巧妙，它在前半部分扎实地建立了理论基础后，后半部分立即将这些理论应用到实际的经济决策中。书中关于“输送系统能耗分析”的一章简直是宝藏，它提供了一套成熟的方法论，用来对比气力输送与皮带输送在不同输送量和距离下的运营成本差异。这对我来说是立竿见影的价值。此外，书中对“装卸过程中的物料损失与污染控制”的分析，直接指向了供应链中的隐性成本。通过书中介绍的优化装载角和防回弹技术，我们成功地将特定原料的装卸损失率降低了近15%。这本书的论述逻辑严谨，语言清晰，虽然涉及专业术语，但每一步都有清晰的上下文解释，保证了即便是跨领域的读者也能迅速跟进，实属难得的跨界参考书。

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初看书名，我以为这只是一本关于传送带和管道的图册，但《散装固体处理》远比那要深刻得多。这本书的行文风格非常“老派”但又极具说服力，它不像现代网络资料那样碎片化，而是呈现出一种沉稳的、经过时间检验的知识体系。我尤其欣赏作者对历史演进的梳理，它会先告诉你早期的设计是如何基于经验和试错法建立起来的，然后循序渐进地介绍现代化的基于计算机建模和离散元方法（DEM）的模拟技术。这种“溯源”的写法，让人能更清晰地理解当前主流技术背后的逻辑基础，避免了盲目跟风最新的技术趋势。书中对颗粒的表征方法，从简单的粒径分布到复杂的颗粒形状建模，介绍得极其到位，这对于进行精确的CFD模拟至关重要。读完这本书，我感觉自己不仅仅学会了如何设计一个输送系统，更重要的是学会了如何“思考”散装固体在复杂环境下的物理行为。它不是一本速成指南，而是一部需要沉下心来研读的、能够提升从业者思维深度的经典之作。

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