沉降-浓缩理论及数学模型 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

郭亚兵，胡钰贤，王守信 著

图书标签:

• 沉降
• 浓缩
• 理论
• 数学模型
• 流体力学
• 颗粒输运
• 泥沙
• 沉积
• 工程应用
• 环境科学

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122201140

版次：1

商品编码：11567599

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-11-01

用纸：胶版纸

页数：175

字数：161000

正文语种：中文

编辑推荐

　　沉降浓缩是重要的工业工艺过程，广泛应用在冶金、矿山、化工、废水处理、市政工程等工业领域。本书向读者展现了沉降浓缩过程新的理论、工业应用及沉降数学模型；其特点是理论与工业应用相结合，可适用于不同层次的读者；其中的部分内容适用于工作在工业第一线的工艺工程师，可作为浓缩机选型设计、工艺参数设计的重要参考，如第二章的浓缩机选型设计方法及第六章的试验及模型参数的拟合。另一部分可作为从事固液分离、废水处理的大学高年级学生、研究生及固液分离模型研究工作者的参考资料；从第三章到第五章，对理想浓缩池、沉淀浓缩池等瞬态、稳态数学模型进行了研究。
　　 本书中的许多数学模型及其在工业生产中的应用，都是近年来作者即其他研究人员在沉降理论研究的新成果。本书的显著特点是将沉降理论、公认的现象学理论方法、数学理论与沉降理论在工业沉降过程中的应用紧密结合在一起，为沉降理论的进一步的研究及在工业沉降过程中的实际应用提供了有价值得参考。

内容简介

　　《沉降-浓缩理论及数学模型》共6章，主要介绍了沉降理论基础、动态沉降过程数学模型、瞬态沉降�才ㄋ豕�程数学模型、稳态沉降�才ㄋ豕�程数学模型、试验及模型参数的拟合等内容。
　　《沉降-浓缩理论及数学模型》将沉降理论、公认的现象学理论方法、数学理论与沉降理论在工业沉降过程中的应用紧密结合在一起，书中许多数学模型及其在工业生产中的应用都是近年来作者及其他研究人员在沉降理论研究的新成果，具有较强的应用性和参考价值。
　　《沉降-浓缩理论及数学模型》可供化学化工、环境工程等领域的研究人员、技术人员参考，也可供高等学校相关专业师生参阅。

内页插图

目录

第1章 概述
1.1 沉降过程的历史
1.2 沉降过程基本概念
1.2.1 沉降过程
1.2.2 静态沉降过程
1.2.3 连续沉降过程
1.2.4 浓缩机的原理及设计特点

第2章 沉降理论基础
2.1 沉降理论发展历史
2.2 浓缩机选型设计方法
2.2.1 Coe-Clevenger方法
2.2.2 Kynch方法
2.2.3 Talmage-Fitch方法
2.2.4 Oltman方法
2.2.5 临界压缩点的确定
2.3 连续沉降过程方法
2.3.1 Yoshioka-Hassett方法
2.3.2 Wilhelm-Naide方法
2.4 浓缩实验及浓缩机设计
2.4.1 静态沉降试验
2.4.2 连续沉降试验

第3章 瞬态沉降过程数学模型
3.1 悬浮液的沉降过程
3.1.1 静态沉降现象描述
3.1.2 悬浮液的沉降特点
3.2 理想悬浮液的沉降模型
3.2.1 理想悬浮液假设
3.2.2 在理想浓缩机中的局部平衡
3.2.3 固体通量函数
3.2.4 静态沉降问题图解法
3.3 絮凝悬浮液的沉降模型
3.3.1 混合理论
3.3.2 固-液粒子系统
3.3.3 动态沉降过程
3.3.4 初值和边界条件
3.4 动态沉降过程数值方法
3.4.1 偏微分方程差分格式
3.4.2 强降阶方程差分格式
3.5 沉降过程分析软件及实例
3.5.1 沉降过程分析软件
3.5.2 应用实例

第4章 瞬态沉降-浓缩过程数学模型
4.1 理想沉降-浓缩数学模型
4.1.1 理想浓缩池原理
4.1.2 理想浓缩过程平衡方程
4.1.3 理想浓缩机数学模型
4.2 沉降-浓缩数学模型
4.2.1 沉降-浓缩机原理
4.2.2 沉淀-浓缩过程平衡方程
4.2.3 变截面浓缩机数学模型
4.3 沉降-浓缩过程数值方法
4.3.1 沉降-浓缩过程差分格式
4.3.2 初始值及边界条件
4.4 数学模型的应用
4.4.1 模型仿真软件简介
4.4.2 实例分析

第5章 稳态沉降-浓缩过程数学模型
5.1 概述
5.2 浓缩过程稳态模型
5.2.1 理想浓缩机稳态模型
5.2.2 理想浓缩机稳态模型数值解法
5.3 沉降-浓缩设备数学模型
5.3.1 普通浓缩机模型
5.3.2 高效浓缩机模型
5.4 沉降-浓缩设备模型数值解法
5.4.1 四阶Runge-Kutta方法
5.4.2 二分法
5.4.3 数学模型的应用

第6章 试验及模型参数的拟合
6.1 概述
6.2 通量密度函数及沉降试验
6.2.1 固体通量密度函数
6.2.2 沉降试验
6.2.3 固体通量密度函数的拟合
6.3 有效固体应力函数及流变学试验
6.3.1 有效固体应力函数
6.3.2 流变学试验原理
6.4 流变学参数
6.4.1 塌落度试验
6.4.2 黏度计试验
6.5 有效固体应力拟合
6.6 沉降理论及数学模型的发展

参考文献

前言/序言

深入探索流体力学与颗粒动力学的前沿领域：复杂体系中多相流动的精妙机制 内容提要： 本书聚焦于现代流体力学与颗粒动力学交叉领域中，一类极具挑战性且广泛存在的现象：非均匀介质中多相流体的复杂输运过程及其宏观效应。它旨在为研究人员、工程师及高年级学生提供一套严谨的理论框架和计算工具，用以理解和模拟那些涉及颗粒、液体和气体相互作用的复杂系统。全书内容紧密围绕多相流动的底层物理机制、先进的数学描述方法以及在工程实际中的应用挑战展开，力求突破传统单相流体分析的局限性，深入探究颗粒分布不均、相间动量和能量交换的精细过程。 第一部分：多相流动的基本概念与物理基础 本部分构建了理解复杂流动机理的必要理论基石。首先，我们系统回顾了经典流体力学（Navier-Stokes方程）和颗粒动力学的基本原理，并重点阐述了当介质不再均匀时，如何引入新的变量和守恒律来描述相间相互作用。 1. 连续介质假设的拓展与局限性： 详细讨论了在不同尺度下，如何从微观的颗粒-流体相互作用（如布朗运动、范德华力、流体剪切力）过渡到宏观的相平均描述。引入了相分布函数和体积分数的概念，并分析了在极端浓度或高剪切速率条件下，经典连续介质假设所面临的挑战。 2. 相间作用力的精细刻画： 这是多相流理论的核心。本书花费大量篇幅详细解析了决定颗粒运动的关键力学效应，包括： 曳力（Drag Force）： 不再局限于斯托克斯定律，而是深入探讨了高雷诺数下、颗粒团聚体周围的非均匀流场对曳力的影响，以及不同湍流结构对曳力传递的调制作用。 边界效应与壁面相互作用： 分析了颗粒在容器壁、管道内壁附近由于流场畸变和直接碰撞导致的运动偏离，特别是剪切流场中颗粒的非对称迁移现象。 虚拟质量力与压力梯度力： 针对加速流动和复杂压力分布，精确量化了虚拟质量力对颗粒动态响应的影响。 颗粒间相互作用： 考虑了颗粒之间的直接碰撞（硬核模型）与软接触（弹性/粘弹性接触），以及在流体介质中由流体诱导的额外排斥或吸引力。 3. 湍流与相间耦合： 探讨了湍流场如何影响颗粒的输运路径。系统梳理了拉格朗日跟踪法 (LPT) 中对湍流脉动速度场建模的挑战，特别是对于高密度比或高体积分数体系中，颗粒如何反作用于湍流涡旋结构，导致流场特征的改变（即流场对颗粒的反馈效应）。 第二部分：多相流动的数学建模与数值方法 本部分从理论构建走向实际求解，重点介绍描述多相系统演化的先进数学工具，强调了从连续介质模型到离散模型的桥接。 1. 欧拉-欧拉（Euler-Euler）框架的深化： 详细推导了包含动量、质量和能量交换项的双流体模型（Two-Fluid Model, TFM）。关键在于对相间动量交换项（Interphase Momentum Transfer Term）的精确表述，该项是联系两种流体动力学的核心。讨论了如何处理动量方程组的耦合性、非线性和双曲性质，以及由此带来的数值稳定性和解的尖锐界面捕捉问题。 2. 欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）耦合方法： 重点阐述了如何利用拉格朗日方法精确跟踪大量颗粒的轨迹，并将其运动信息反馈到欧拉描述的连续相（液体/气体）的动量方程中。讨论了颗粒稀疏输运（颗粒碰撞可忽略）和颗粒密集输运（需考虑颗粒间碰撞和体积效应）两种情况下的数值实现策略，特别是随机行走模型在模拟颗粒扩散中的应用。 3. 颗粒运动方程的修正与高级模型： 超越传统的牛顿流体假设，引入了处理非牛顿流体环境中颗粒输运的分析方法。这包括在粘弹性流体中颗粒拖曳力的修正，以及在模拟流化床或浆态床时，如何利用能量耗散的颗粒动力学模型（Kinetic Theory of Granular Flow, KTGF）来描述颗粒压力张量和能量耗散率。本书将KTGF的理论基础与实际计算参数的标定过程进行了详尽的阐述。 4. 界面与相界面的数值处理： 对于涉及显著界面运动（如气泡或液滴的演化）的系统，本书介绍了先进的界面追踪技术，如水平集方法（Level Set Method, LSM）和相场法（Phase Field Method, PFM），并讨论了如何将这些方法与动量方程求解器高效耦合，以保持界面质量和质量守恒。 第三部分：工程应用与前沿挑战 本部分将理论和模型应用于实际工程问题，展示了复杂多相流模拟在关键行业中的价值和未来发展方向。 1. 气固/气液两相流中的宏观现象： 深入分析了流化床反应器、气力输送系统中的流态转变、返混现象和非均匀性。特别关注了床层结构的不稳定性，如团聚体形成、气流通道（Bubbles/Wakes）的生成与破裂过程，并探讨了如何通过模型预测和优化操作参数以实现更均匀的混合。 2. 颗粒群集效应与宏观输运率： 探讨了在接近最大填充度（Jamming Limit）的体系中，颗粒团簇（Clusters）的形成如何显著降低整体输运效率，并影响介质的有效粘度。本书提供了量化局部过饱和度和结构因子的理论工具，用于评估高浓度体系中的堵塞风险。 3. 复杂介质中的热与化学反应耦合： 在涉及化学反应的系统中，如催化反应器，温度梯度和浓度梯度对颗粒运动和反应速率的影响是关键。本部分分析了热传导与对流在颗粒床层中的有效性，以及如何通过精确的多相模型来预测局部过热点（Hot Spots）的形成，这对于安全运行至关重要。 4. 计算效率与模型简化： 鉴于全解析模拟（如直接数值模拟，DNS）的计算成本极高，本书最后讨论了尺度分解和多尺度建模的策略。例如，如何在微观尺度上建立准确的子模型，然后将其有效嵌入到宏观的工程尺度CFD框架中，以实现在可接受的计算资源内解决大规模工程问题的目标。 --- 本书的特点在于其对物理细节的深入挖掘，以及对现有数学模型局限性的批判性审视。它不仅提供了描述多相流动的标准工具，更着眼于当前研究热点，如颗粒间复杂动力学、湍流反馈机制以及非牛顿流体效应，为读者提供了一个全面且深入的，关于复杂体系中颗粒与流体相互作用的理论参考体系。

评分☆☆☆☆☆

一本名为《沉降-浓缩理论及数学模型》的书，光是听名字就让人感受到一种深厚的学术底蕴和严谨的科学态度。我猜测，这本书会是一部关于固液分离领域的重要参考书，它会深入剖析沉降和浓缩这两个过程背后的科学原理。我期待书中能够详细阐述影响沉降速率的各种因素，例如颗粒的大小、形状、密度，以及流体介质的粘度、密度、温度等。 我特别好奇书中会如何介绍不同类型的沉降过程，是简单的重力沉降，还是会涉及更复杂的絮凝沉降、压密沉降等。同时，“浓缩”这个词也让我联想到如何提高固体物料的浓度，减少废液的产生，这对于资源利用和环境保护都具有重要意义。我希望书中能详细讲解实现高效浓缩的技术手段和相关的理论基础。 而“数学模型”则意味着书中会有大量的公式、方程和计算方法。我希望作者能够清晰地展示如何建立描述沉降和浓缩过程的数学模型，并且能够详细解释这些模型中各个参数的物理意义和推导过程。如果书中能包含一些实际工程案例，用以验证模型的准确性和实用性，那就更完美了。我非常期待能够通过这本书，掌握一套科学的工具，来分析和解决实际工程中的沉降和浓缩问题。 我一直对那些能够系统地梳理和阐释复杂工程理论的书籍情有独钟。这本书的标题“沉降-浓缩理论及数学模型”给我一种非常权威和全面的感觉，我猜想它会对这两个关键过程进行非常深入的探讨。我期待书中能够从最基础的物理原理出发，详细解释颗粒在流体中的运动规律，以及影响沉降速度的多种因素。 “浓缩”这个概念，也让我联想到在许多工业生产过程中，如何有效地提高固体物的浓度，降低液体体积，从而实现资源的高效利用和环保处理。我希望书中能够深入讲解各种实现浓缩的技术手段，并且给出它们背后的理论依据，例如，是基于重力、离心力还是其他分离机制。 而“数学模型”的加入，预示着这本书将不仅仅停留在理论层面，更会提供一套量化的分析工具。我非常期待书中能够呈现出不同复杂程度的数学模型，并且详细讲解它们的构建方法、参数的含义以及如何应用这些模型来指导实际的工程设计和操作。如果书中能够包含一些验证模型准确性的实验数据或工程案例，那将非常有价值，能让我更清晰地理解理论与实践的联系。

评分☆☆☆☆☆

一本名为《沉降-浓缩理论及数学模型》的书，听起来就充满了科学的严谨性和工程的实用性。我能想象到，这本书会像一本百科全书一样，细致地剖析“沉降”和“浓缩”这两个工程领域里至关重要的过程。我猜想，它会从最基础的颗粒物理学出发，讲解为何固体颗粒会在流体中下沉，以及哪些因素会影响下沉的速度。 我非常期待书中能够详细阐述不同类型的沉降现象，例如，自由沉降、阻碍沉降、压密沉降等等，并且清晰地界定它们各自的发生条件。同时，“浓缩”这个词语也暗示着提高固液分离效率，降低废弃物体积，这在环保和资源回收领域具有巨大的价值。我好奇书中会如何深入讲解浓缩的机理，比如通过重力、离心力或者其他方式来迫使液体排出，从而提高固体颗粒的密度。 而“数学模型”的出现，更是让我对接下来的内容充满了期待。我设想书中会包含一套或多套严谨的数学方程，能够定量地描述沉降和浓缩过程。我希望这些模型能够基于物理定律，并且有明确的参数定义，能够帮助工程师们在设计设备、优化工艺参数时，做出科学的决策。如果书中能够提供一些图解和实例，来展示模型的应用，那就更好了，能够帮助我更直观地理解这些抽象的数学概念。 我尤其关注那些能够将复杂科学原理转化为易于理解的知识体系的书籍。这本书的书名“沉降-浓缩理论及数学模型”就透露出一种深入且系统的研究方向，让我对它的内容充满了好奇。我推测，这本书的章节安排会非常清晰，从基础理论出发，逐步深入到更复杂的数学模型构建。 我期待书中能够详细解释沉降过程中涉及到的各种力学原理，比如颗粒在流体中的受力分析，流体阻力的计算，以及沉降速度的预测。而“浓缩”部分，我猜测会涉及到如何通过物理或化学手段，有效地分离固体颗粒与液体，从而达到提高固体浓度，减少液体体积的目的，这对于资源回收和环境保护有着重要意义。 “数学模型”更是这本书的核心内容之一。我非常希望书中能够介绍不同层次的数学模型，从简单的经验公式到复杂的数值模拟方法，并且能够详细解释这些模型的适用条件、推导过程以及如何应用它们来解决实际工程问题。我期待书中能够提供一些具体的算例，展示如何利用这些模型来优化沉降池、浓缩设备的设计和操作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题“沉降-浓缩理论及数学模型”让我的思绪瞬间飞到了实验室里，那些关于颗粒悬浮、沉淀速度计算和固液分离效率优化的日子。我感觉这本书很有可能会深入探讨各种影响沉降和浓缩过程的物理化学因素。比如，颗粒的形状、大小、密度不均，流体介质的粘度、密度、温度变化，以及可能存在的表面电荷效应等等，这些都会在书中被详细解析。 我特别期待书中能够对不同的沉降模式（如自由沉降、絮凝沉降、压密沉降）进行详细的区分和阐述，并且给出它们各自适用的数学模型。例如，在处理不同浓度的悬浮液时，哪种沉降模型更适合？如何通过调整操作参数来改变沉降模式，以达到最佳的分离效果？书中关于“浓缩”的论述也让我十分好奇，这是否意味着它会涉及如何提高固体的浓度，减少废液的体积，从而降低处理成本？ 而且，“数学模型”这个词汇暗示着严谨的推导和定量分析。我猜测这本书会提供一套或多套描述沉降和浓缩过程的数学方程，并详细讲解这些方程的推导过程和方程中各个参数的物理意义。我非常希望能看到书中能够将这些理论模型与实际的工程应用相结合，例如在设计沉淀池、离心机、浓缩罐等设备时，如何利用这些模型进行计算和优化。如果书中还能包含一些数值模拟的案例，那就更完美了，能够直观地展示模型的效果。 我一直对那些能够把复杂工程原理讲得清晰透彻的书籍情有独钟。这本书的书名“沉降-浓缩理论及数学模型”就给我一种非常专业且内容扎实的预感。我猜想，这本书的作者一定是一位在这个领域有着深厚造诣的专家，能够把沉降和浓缩这两个看似简单的过程背后的科学原理娓娓道来。 我期待这本书能够系统地介绍沉降的基本原理，比如重力沉降、离心沉降，以及它们各自的驱动力、影响因素。而“浓缩”这个词，则让我联想到如何有效地提高固体物的浓度，减少液体的体积，这在很多工业过程中都至关重要，比如在废水处理、矿产加工、化学品生产等领域。我非常好奇书中会如何阐述实现高效浓缩的技术手段和理论依据。 尤其是“数学模型”这个部分，我推测书中会提供详细的数学推导，解释如何将这些物理过程转化为可以用数学语言描述的方程。我希望看到书中能够给出不同类型的数学模型，并且解释它们各自的适用范围和局限性。如果书中还能附带一些实际案例，展示如何运用这些模型来解决工程问题，那就更好了，能够让我更好地理解理论与实践之间的联系。

评分☆☆☆☆☆

读到“沉降-浓缩理论及数学模型”这个书名，我脑海里立刻浮现出许多与水处理、固液分离相关的工程场景。我猜测，这本书很可能会对沉降这个物理过程进行非常细致的描绘，从颗粒的受力分析到流体动力学的原理，力求解释清楚为什么以及如何发生沉降。 我非常好奇书中会对哪些具体类型的沉降进行深入探讨，比如，是聚焦于自然沉降，还是也会包含离心沉降、过滤沉降等更复杂的概念？而“浓缩”这个词，让我对提高固体物料的浓度，减少液体体积的工艺充满了兴趣。我希望书中能够详细介绍各种实现浓缩的手段，以及它们背后的科学原理，比如，是否会涉及到膜技术、蒸发浓缩等。 “数学模型”的出现，无疑是这本书的核心价值所在。我期待书中能够提供一套或多套清晰、严谨的数学方程，能够定量地描述沉降和浓缩的过程。我希望这些模型能够具有一定的普适性，并且能够帮助工程师们在实际工程中进行设计、优化和故障排除。如果书中还能提供一些实际案例，通过图表或数据来验证模型的有效性，那就再好BrN了，能够让我更直观地理解理论知识的应用。 一本名为《沉降-浓缩理论及数学模型》的书，光是听名字就透着一股专业和严谨的气息。我猜想，这本书会是一部关于固液分离领域基础理论和应用模型的重要参考著作，它会深入剖析沉降和浓缩这两个核心过程的内在机理。我非常期待书中能够详细阐述影响沉降速率的各种因素，例如颗粒的粒径、形状、密度，以及流体介质的粘度、密度、温度等，并给出清晰的物理解释。 同时，“浓缩”这个关键词也让我对接下来的内容充满了期待。我希望书中能够系统地介绍各种提高固体物料浓度、减少液体体积的技术手段，以及它们各自的适用范围和优缺点。这对于废物处理、资源回收等领域具有重要的现实意义。 而“数学模型”的引入，则意味着这本书将不仅仅停留在定性描述，更会提供一套定量分析的工具。我希望书中能够详细介绍建立沉降和浓缩过程数学模型的各种方法，从基础的代数方程到更复杂的微分方程，甚至可能包含数值模拟的介绍。如果书中能附带一些实际工程案例，并展示如何应用这些模型来解决实际问题，那将极大地提升这本书的实用价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就充满了专业感，我一直对土木工程和水处理领域的沉降、浓缩等过程很感兴趣。虽然我还没有机会翻阅这本书，但仅仅从书名“沉降-浓缩理论及数学模型”来看，我就能感受到其中蕴含的深厚理论基础和严谨的数学推导。我猜想，这本书应该会深入浅出地讲解沉降和浓缩的基本原理，比如颗粒在流体中的运动、重力沉降、离心沉降等，还会详细介绍各种影响沉降速率和浓缩效果的因素，例如颗粒的粒径分布、密度、流体的粘度、温度等等。 而且，书名中的“数学模型”更是让我充满期待。我非常好奇作者将如何构建这些模型，是采用经典的阻力理论、能量守恒定律，还是会引入更前沿的数值模拟方法？我期待看到书中能够提供清晰的数学方程、详细的模型推导过程，并且最好能有相关的实例分析，用以验证模型的准确性和实用性。比如，在污水处理厂的沉淀池设计中，如何利用这些模型来预测沉淀效果？在矿物加工领域，如何通过模型优化浓缩机的操作参数？这些都是我非常关注的实际应用问题。 我一直认为，理论与实践相结合的书籍是最有价值的。我希望这本书不仅能提供扎实的理论知识，还能教会读者如何将这些理论应用于实际工程问题中。比如，作者是否会讨论不同类型的沉淀池（如平流沉淀池、幅流沉淀池、斜管沉淀池）的设计和操作，以及它们各自的优缺点？对于浓缩过程，是否会涉及溶剂萃取、膜分离等技术？我对能够清晰解释这些技术背后数学原理的著作总是充满敬意，也期待在这本书中获得启发。 我个人对能够清晰阐述理论细节并辅以严谨推导的学术著作情有独钟。这本书的书名，尤其是“理论及数学模型”这几个字，立即吸引了我。我推测，这本书的内容会聚焦于沉降和浓缩这两个过程背后的物理机制，并尝试用数学语言来精确描述它们。这可能意味着书中会涉及流体力学、颗粒动力学等方面的基础知识，并详细讲解如何建立描述这些现象的数学模型。 我特别好奇，这本书会采用何种方式来介绍这些数学模型。是会从最基础的微分方程入手，逐步推导出复杂的动力学模型，还是会直接介绍一些已经成熟的经验模型？同时，我对于书中是否会提供一些图表、数据和案例来辅助理解也抱有很高的期望。毕竟，对于一个复杂的工程问题，仅仅有理论公式是远远不够的，还需要有直观的展示和实际的应用场景来加深理解。我期待这本书能够帮助我深入理解沉降和浓缩的本质，并为我解决实际工程问题提供理论指导。