流化床技術模擬方法研究 [Numerical Simulation Method on Fluidized Bed Technology]

流化床技術模擬方法研究 [Numerical Simulation Method on Fluidized Bed Technology] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

陳巨輝,王帥,於廣濱 著
圖書標籤:
  • 流化床
  • 顆粒物
  • 數值模擬
  • CFD
  • 傳熱
  • 傳質
  • 化學反應
  • 多相流
  • 工程應用
  • 模擬方法
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齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030480477
版次:1
商品編碼:11957351
包裝:平裝
外文名稱:Numerical Simulation Method on Fluidized Bed Technology
開本:16開
齣版時間:2016-08-01
用紙:膠版紙
頁數:236
字數:304000
正文語種

具體描述

內容簡介

  《流化床技術模擬方法研究》介紹現階段流化床技術的發展與應用,針對流化床內氣固兩相湍流與反應、顆粒運動耗散、氣固相間作用等在模擬過程中遇到的復雜問題提齣以顆粒動理學理論為基礎的模擬方法。以顆粒動理學理論為基礎,從Boltzmann方程齣發推導錶徵顆粒速度脈動各嚮異性的顆粒速度脈動二階矩模型,及錶徵顆粒鏇轉運動特性的粗糙顆粒動理學模型。同時給齣氣相湍流模擬方法、氣固相間作用力和作用能量的模擬方法。基於所建立的模型,模擬研究流化床內氣固兩相流動特性、煤燃燒及煤一生物質聯閤燃燒特性、生物質氣化特性。通過不同結構、不同工況、不同燃料等參數的模擬實例為讀者清晰且全麵地掌握流化床模擬研究方法提供良好的平颱。
  《流化床技術模擬方法研究》可供流化床技術領域的科研技術人員參閱,亦可作為能源化工等相關專業的本科生及研究生輔導教材。

內頁插圖

目錄

前言
第一篇 基礎知識
1 流化床技術
1.1 流化床技術概述
1.2 流化床技術分類
1.2.1 按分離器工作溫度分類
1.2.2 按分離器結構形式分類
1.2.2.1 采用鏇風分離器的循環流化床鍋爐
1.2.2.2 采用慣性分離器的循環流化床鍋爐
1.2.2.3 采用組閤係統的循環流化床鍋爐
1.2.2.4 鏇渦燃燒分離器的循環流化床鍋爐
1.2.3 按有無外置式換熱器分類
1.2.4 按物料循環倍率分類
1.2.5 按固體物料循環方式分類
1.2.6 按爐膛壓力分類
1.2.7 按工質蒸汽壓力分類
1.2.8 按鍋爐水循環的方式分類
1.3 流化床反應器內氣固特性研究
1.3.1 流化床反應器內氣固流動特性研究
1.3.2 流化床反應器內氣固燃燒特性研究
1.3.3 流化床反應器內氣固氣化特性研究
2 流化床內顆粒動理學理論研究
2.1 顆粒動理學理論概述
2.2 顆粒動理學理論的發展
2.2.1 顆粒二階矩理論
2.2.2 粗糙顆粒動理學理論
2.3 顆粒動理學理論在流化床中的應用
3 流化床內氣相大渦模擬方法研究
3.1 大渦模擬方法概述
3.2 亞格子流動模型研究
3.3 亞格子反應模型研究
3.4 大渦模擬方法在流化床中的應用
4 流化床內氣固相間作用研究
4.1 氣固相間一階作用力模型研究
4.2 氣固相間二階作用脈動能量模型研究
4.3 氣固相間作用模型在流化床中的應用

第二篇 應用實例
5 氣相大渦模擬一顆粒相二階矩模型
5.1 引言
5.2 氣相大渦模擬模型
5.2.1 氣相可解尺度質量守恒方程
5.2.2 氣相可解尺度動量守恒方程
5.2.3 氣相可解尺度能量守恒方程
5.2.4 氣相可解尺度組分守恒方程
5.2.5 氣相亞格子流動模型的封閉
5.2.6 氣相亞格子反應模型的封閉
5.3 顆粒相速度脈動二階矩模型
5.3.1 顆粒速度各嚮異性分布函數
5.3.2 顆粒相流動控製方程
5.3.3 顆粒相反應控製方程
5.4 氣體一顆粒相間作用模型
5.4.1 相間曳力模型
5.4.2 氣固相間二階關聯項模型
5.5 壁麵邊界條件
5.6 本章小結
6 流化床內氣固兩相流動特性的模擬
6.1 引言
6.2 低質量流率提升管流動特性分析
6.2.1 模擬工況及條件
6.2.2 模擬結果與Jiradilok等實驗對比
6.2.3 瞬時流動特性分析
6.2.4 濃度與速度特性分析
6.2.5 氣相亞格子湍動能與耗散分析
6.2.6 顆粒相速度脈動二階矩分析
6.2.7 氣相與顆粒相雷諾應力型二階矩分析
6.3 高質量流率提升管流動特性分析
6.3.1 模擬工況及條件
6.3.2 模擬結果與Herbert等實驗數據對比
6.3.3 瞬時流動特性分析
6.3.4 氣相亞格子模型比較
6.3.5 氣固相間二階關聯模型比較
6.3.6 顆粒碰撞彈性恢復係數影響
6.3.7 氣體錶觀速度的影響
6.3.8 顆粒質量流率的影響
6.4 本章小結
7 流化床內燃燒過程特性的模擬
7.1 引言
7.2 流化床潔淨煤燃燒特性分析
7.2.1 煤顆粒燃燒過程反應模型
7.2.1.1 煤熱解反應模型
7.2.1.2 碳燃燒反應模型
7.2.1.3 揮發分燃燒反應模型
7.2.1.4 NQ排放過程反應模型
7.2.1.5 脫硫過程反應模型
7.2.2 模擬工況及條件
7.2.3 模擬結果與Topal等實驗數據對比
7.2.4 煤顆粒燃燒過程瞬時結果分析
7.2.4.1 瞬時濃度與速度分布
7.2.4.2 瞬時顆粒相組分質量分數分布
7.2.4.3 瞬時氣相組分摩爾分數分布
7.2.4.4 瞬時氣相與顆粒相溫度分布
7.2.5 煤顆粒燃燒過程時均結果分析
7.2.5.1 時均濃度與速度分析
7.2.5.2 時均顆粒相速度脈動二階矩分析
7.2.5.3 時均顆粒相雷諾應力型二階矩分析
7.2.5.4 時均碳燃燒結果分析
7.2.5.5 時均揮發分燃燒結果分析
7.2.5.6 時均NOx排放結果分析
7.2.5.7 時均脫硫結果分析
7.2.5.8 時均氣相與顆粒相溫度分析
7.3 煤一生物質混閤燃燒特性分析
7.3.1 模擬工況及條件
7.3.2 單純煤燃料模擬結果及分析
7.3.3 煤與稻殼混閤燃燒模擬結果及分析
7.4 循環流化床反應器二氧化碳捕集特性分析
7.4.1 模擬工況及條件
7.4.2 實驗對比
7.4.3 模擬結果分析與討論
7.5 本章小結
8 流化床內氣化過程特性的模擬
8.1 引言
8.2 Gerber等的生物質氣化過程模擬研究
8.2.1 生物質氣化過程反應模型
8.2.1.1 生物質熱解反應模型
8.2.1.2 焦油熱解反應模型
8.2.1.3 水氣轉換反應模型
8.2.1.4 燃氣氧化反應模型
8.2.1.5 碳的氣化反應模型
8.2.2 模擬工況及條件
8.2.3 模擬結果與Gerber等實驗對比
8.2.4 生物質氣化過程瞬時結果分析
8.2.4.1 初始流化特性分析
8.2.4.2 瞬時濃度分布
8.2.4.3 瞬時氣相組分摩爾分數分布
8.2.4.4 瞬時氣相與顆粒相溫度分布
8.2.5 生物質氣化過程時均結果分析
8.2.5.1 時均濃度與速度分析
8.2.5.2 時均顆粒相速度脈動二階矩分析
8.2.5.3 時均氣相與顆粒相雷諾應力型二階矩分析
8.2.5.4 時均焦油熱解過程分析
8.2.5.5 時均燃氣氧化分析
8.2.5.6 時均碳顆粒燃燒和氣化過程分析
8.2.5.7 時均氣相與顆粒相溫度分析
8.3 Loha等的生物質氣化過程模擬研究
8.3.1 模擬工況及條件
8.3.2 與Loha等實驗結果的對比
8.3.3 流動特性分析
8.3.3.1 床料流動模型分析瞬時特性
8.3.3.2 顆粒速度分布時均特性
8.3.4 反應模擬結果分析
8.3.4.1 瞬時氣相各組分濃度分布
8.3.4.2 時均氣相各組分濃度分布
8.3.4.3 生物質顆粒濃度分布與溫度場的關係
8.3.4.4 化學反應速率分布
8.3.5 不同生物質氣化模擬結果及分析
8.4 本章小結
參考文獻
附錄 氣相亞格子湍動能方程的推導過程
彩色圖版

前言/序言

  隨著經濟的快速發展,因能源利用引起的環境汙染日益嚴重。我國的煤炭利用效率僅為30%,然而燃煤釋放的S02占全國總排放的85%,NOx占60%,粉塵占70%。燃煤造成的汙染物排放已成為形成酸雨、霧霾等惡劣天氣的主要原因,不但對交通、電力、工農業等方麵造成嚴重的影響,還給人類健康帶來極大危害。因此,發展高效、低汙染的潔淨燃燒技術已成為當今社會持續發展的必然要求。流化床技術是目前國際上公認的商業化程度好的潔淨燃燒技術。與常規的煤粉鍋爐相比,流化床鍋爐具有燃料適應性好、燃燒效率高、汙染物排放低和操作溫度易控製等優勢。流化床鍋爐可以燃燒劣質煤種,甚至可以將農作物秸稈和生活垃圾等作為燃料變廢為寶。流化床鍋爐燃燒效率可以達到95%~99%,而且NOx的生成量較低,其他汙染物如CO、HCl、HF的排放量也低於煤粉爐。流化床技術是今後發展的一個重要方嚮。
  隨著計算機技術的普及,數值模擬己成為流化床技術研究的一個重要手段。目前學者對燃燒過程研究較多,但大多數都隻關心反應原理,在假設顆粒靜止的穩態的基礎上進行模擬預測。然而,流化床內氣固兩相流動與反應是一個復雜的動態過程,一方麵,氣體湍流流動、顆粒碰撞耗散以及氣固相間多嚮耦閤作用等多相流問題增加模擬的復雜性;另一方麵,均相反應與氣固異相反應同時存在,反應過程的吸放熱溫度變化,使得氣固相間的流動與反應過程相互影響,對研究模型精度的要求更高。因此,流化床技術模擬方法相關的資料對發展和預測流化床技術具有重要的指導意義。
  目前專門應用於流化床技術模擬方法的書籍鳳毛麟角,針對流化床技術發展迅速以及相關技術人員渴望對流化床結構、工作過程及流動與反應特點進行深入瞭解的需求增加,本書從2009年年初開始著手編寫,旨在用簡單易懂的文字介紹流化床技術,用科學的語言描述流化床技術的模擬方法、研究思路及模擬過程。本書分為兩篇,第一篇(第1章~第4章)是基礎知識部分:第1章介紹流化床技術的概念、分類及應用,總結國內外專傢、學者對流化床技術的研究現狀,介紹基於雙流體的流化床內氣固流動與反應過程的常見模擬方法;第2章以顆粒動理學為理論基礎,推導描述流化床內顆粒速度脈動各嚮異性的二階矩理論模型,及描述流化床內顆粒鏇轉運動的粗糙顆粒動理學理論模型,完善顆粒動理學理論;第3章介紹常用的大渦模擬方法,分析大渦模擬過濾後的亞格子流動模型與亞格子反應模型特點;第4章介紹相間作用力模型和相間作用能量模型的發展。第二篇(第5章~第8章)是應用實例部分:第5章從理論齣發詳細推導氣相大渦模擬一顆粒相二階矩雙流體模型;第6章應用所建立的雙流體模型分彆對低質量流率和高質量流率提升管內氣固兩相流動特性進行數值模擬;第7章應用所建立的雙流體模型結閤燃燒化學反應動理學,分彆對煤燃燒和煤一生物質聯閤燃燒的氣固兩相流動與反應特性進行數值模擬;第8章應用所建立的雙流體模型,考慮高顆粒濃度下的摩擦應力影響,結閤氣化化學反應動理學,對生物質氣化的氣固兩相流動與反應特性進行數值模擬。通過對流化床內氣固流動與反應模型的推導和對不同結構、不同工況、不同燃料等參數的氣固流動與反應過程的模擬研究,使讀者對流化床模擬研究有一個清晰的認識,更好地掌握流化床數值模擬方法。本書可供流化床技術領域的科研技術人員參閱,亦可作為能源化工等相關專業的本科生及研究生輔導教材。
流化床技術模擬方法研究 內容簡介 流化床技術作為一種高效、靈活的傳熱傳質單元操作,在化工、冶金、製藥、能源等眾多領域扮演著至關重要的角色。其獨特的流態化特性,使得固體顆粒在氣流或液體的作用下呈現齣類似流體的行為,從而實現優異的混閤、傳熱和反應效率。然而,流化床內部復雜的兩相流(氣-固或液-固)行為,包括顆粒的運動、聚團、分散、以及由此引發的傳熱和傳質過程,使得其設計和優化過程麵臨巨大挑戰。傳統的實驗方法雖然能提供寶貴的數據,但往往成本高昂、耗時耗力,且難以精確捕捉微觀尺度的瞬態過程。 本書《流化床技術模擬方法研究》正是聚焦於解決上述難題,深入探討並係統闡述瞭利用數值模擬方法來研究和理解流化床技術的核心問題。本書旨在為研究人員、工程師和相關領域的學生提供一套全麵、實用且具有前瞻性的流化床模擬技術指南。 全書圍繞流化床模擬方法展開,從基礎理論到具體應用,層層遞進,力求為讀者構建一個清晰的認知框架。 第一部分:流化床基礎理論與數值模擬概述 本部分將從流化床的基本概念入手,係統介紹流化床的分類、關鍵運行參數(如起泡流速、床層膨脹、壓降等)及其對流化狀態的影響。在此基礎上,我們將深入探討流化床內部兩相流的物理本質,包括顆粒間的相互作用力、顆粒與流體的相互作用力等。 緊接著,本書將對數值模擬方法在流化床研究中的應用進行宏觀介紹。我們將闡述為什麼數值模擬是研究流化床的強大工具,它能夠提供宏觀和微觀層麵的洞察,彌補實驗方法的局限性。同時,本書也將概述主流的數值模擬方法,包括格子Boltzmann方法(LBM)、計算流體力學(CFD)與離散單元法(DEM)耦閤方法等,並對其各自的優勢、劣勢以及適用範圍進行初步的分析。 第二部分:流化床數值模擬的關鍵理論與方法 本部分將進入流化床數值模擬的核心技術層麵。 連續相(流體)的數值模擬: 針對流體相,本書將詳細介紹基於連續介質力學理論的數值求解方法,重點闡述Navier-Stokes方程的離散化技術,如有限體積法(FVM)和有限差分法(FDM)。我們將深入剖析不同湍流模型(如RANS模型,LES模型)在流化床模擬中的選擇與應用,以及它們如何捕捉流體流動中的復雜結構。此外,還可能涉及多相流模型,例如Euler-Euler模型和Euler-Lagrange模型,並詳細闡述它們在描述氣-固或液-固兩相流動時的數學基礎和求解策略。 離散相(顆粒)的數值模擬: 對於離散的固體顆粒,本書將重點介紹離散單元法(DEM)。我們將詳細講解DEM的基本原理,包括顆粒的運動方程(牛頓第二定律)、顆粒間的接觸模型(如綫性彈簧-阻尼模型、Hertz-Mindlin模型等)以及顆粒與壁麵、顆粒與流體之間的接觸力模型。我們將深入討論顆粒形狀、尺寸分布、摩擦係數、恢復係數等參數對模擬結果的影響。 多相流耦閤模擬: 流化床的核心在於流體相和顆粒相的相互作用。本書將重點闡述CFD-DEM耦閤方法的原理和實現。我們將詳細介紹流體相對顆粒相的力和動量傳遞,以及顆粒相對流體相的阻力和體積修正等耦閤機製。我們將討論不同耦閤方式(強耦閤、弱耦閤)的適用性,以及如何有效地實現兩種方法的計算協調。 其他模擬方法介紹: 除瞭CFD-DEM耦閤,本書還將簡要介紹其他適用於流化床模擬的方法,例如基於格子Boltzmann方法的兩相流模擬,以及多尺度模擬方法,探討它們在特定問題中的應用潛力。 第三部分:流化床模擬的實現與應用 本部分將側重於流化床數值模擬的實際操作和應用案例。 幾何建模與網格生成: 介紹如何根據實際的流化床設備幾何形狀進行三維建模,以及如何生成滿足精度要求且計算效率的計算網格。 邊界條件與物性參數設置: 詳細講解在流化床模擬中需要設置的各種邊界條件(入口、齣口、壁麵等)和物性參數(流體密度、粘度、顆粒密度、尺寸、形狀等),以及這些參數的閤理取值對模擬結果的重要性。 求解器選擇與計算效率優化: 介紹不同數值求解器的特點,以及如何根據模擬問題的規模和復雜性選擇閤適的求解器。同時,也將探討並行計算、GPU加速等技術在提高流化床模擬計算效率方麵的應用。 模擬結果的處理與驗證: 詳細介紹如何對模擬得到的流場、顆粒運動、傳熱傳質等數據進行後處理,包括可視化、數據統計分析等。更重要的是,本書將強調模擬結果與實驗數據的對比驗證的重要性,並介紹常用的驗證方法,確保模擬的可靠性。 流化床關鍵性能的模擬研究: 本部分將結閤具體的流化床應用場景,展示數值模擬方法的強大能力。例如: 流態化行為與流型預測: 模擬不同操作條件下流化床的起泡、團聚、環流等流態化行為,預測不同流型的轉變,為設備設計提供依據。 傳熱與傳質過程分析: 模擬床層內的溫度分布、熱量傳遞機製(對流、導熱、輻射),以及汙染物去除、催化反應等傳質過程,為優化操作條件、提高反應效率提供指導。 顆粒混閤與分離模擬: 分析顆粒在床層內的混閤均勻性,以及在循環流化床等設備中顆粒的分離效率。 催化反應器與燃燒爐模擬: 針對具體的流化床反應器(如催化裂化反應器、氣化爐、燃燒爐等),進行詳細的數值模擬,分析反應物分布、産物生成、能耗等關鍵指標,為工藝優化和放大提供支持。 新型流化床設備設計與優化: 利用模擬手段,探索新型流化床結構(如內部構件、噴嘴設計等)對流化性能、傳熱傳質效果的影響,為創新設備設計提供指導。 第四部分:流化床模擬的前沿進展與挑戰 最後,本書將對流化床數值模擬的最新進展進行展望,並指齣當前麵臨的挑戰。 人工智能與機器學習在流化床模擬中的應用: 探討如何將AI和ML技術與傳統模擬方法相結閤,以加速模擬計算、優化模型參數,甚至實現對流化床性能的預測性控製。 多尺度耦閤與多物理場耦閤: 討論如何實現更精細尺度的模擬(如分子動力學)與宏觀尺度的流化床模擬的有效耦閤,以及如何同時考慮電磁、聲學等其他物理場對流化床的影響。 模型精度與計算資源瓶頸: 分析當前模型在捕捉某些復雜現象(如顆粒破碎、非球形顆粒等)時存在的精度問題,以及大規模、高分辨率模擬所麵臨的計算資源挑戰。 軟件開發與標準化: 探討流化床模擬軟件的發展趨勢,以及建立統一的模擬平颱和標準化方法的必要性。 本書《流化床技術模擬方法研究》以其詳實的理論闡述、嚴謹的方法論證和豐富的應用案例,將為讀者提供一個全麵深入理解流化床模擬技術的視角。通過掌握本書介紹的模擬方法,研究人員和工程師將能夠更有效地進行流化床設備的設計、優化和故障診斷,從而推動流化床技術的不斷進步和廣泛應用。

用戶評價

評分

這本書在講解流化床模擬方法時,對於顆粒動力學的描述,是我閱讀過的最細緻和深入的。作者從牛頓第二定律齣發,詳細推導瞭單個顆粒在流體中的運動方程,並在此基礎上引入瞭各種作用力,如曳力、升力、虛擬質量力、布朗運動力等。讓我印象深刻的是,書中對不同曳力模型的比較和選擇進行瞭深入的討論,例如,為什麼在低雷諾數下需要使用Stokes曳力,而在高雷諾數下則需要采用Drag力模型。此外,作者還花費瞭大量篇幅來講解顆粒-顆粒碰撞模型,包括硬球模型、軟球模型以及離散單元法(DEM)在模擬顆粒堆積和流動中的應用。書中提供瞭許多生動的顆粒運動模擬動畫,讓我能夠直觀地感受到顆粒之間的相互作用以及它們在流化床中的碰撞和擴散過程,這對於理解流化床的宏觀行為至關重要。

評分

這本書最讓我受益匪淺的地方在於,它能夠將理論與實踐緊密結閤。作者在講解流化床模擬方法時,並沒有停留在抽象的理論層麵,而是通過大量的算例和實際應用,生動地展示瞭這些方法是如何被應用於解決工程實際問題的。我尤其欣賞書中對計算結果進行驗證的討論,作者詳細說明瞭如何通過實驗數據來檢驗模擬結果的準確性,並提齣瞭提高模型預測能力的建議。此外,書中還包含瞭關於流化床在不同工業領域中的應用,例如在煤炭氣化、催化裂化和顆粒乾燥等過程中的應用,這讓我對流化床技術的廣泛性和重要性有瞭更深刻的認識。這本書不僅適閤於從事流化床技術研究的學者和工程師,也適閤於對該領域感興趣的初學者,它能夠幫助讀者建立起對流化床技術及其模擬方法的係統性認知。

評分

這本書的結構安排非常閤理,循序漸進,邏輯清晰。作者首先從流化床的基礎理論入手,為讀者打下堅實的理論基礎,然後逐步過渡到各種數值模擬方法的介紹,包括物理模型的建立、數學模型的離散化、數值求解器的選擇以及邊界條件的設定。讓我感到驚喜的是,書中在講解這些復雜的模擬方法時,並沒有迴避數學公式,而是通過詳細的推導和解釋,讓讀者能夠理解其背後的原理。此外,作者還穿插瞭許多關於模擬精度、計算效率和模型驗證的討論,這些都是進行可靠流化床模擬的關鍵問題。我尤其欣賞書中對不同模擬方法的優缺點進行的詳細對比分析,這有助於讀者根據自己的具體需求選擇最閤適的模擬方法。書中還提供瞭大量的圖錶和算例,使得抽象的理論變得具體化,易於理解和應用。

評分

我一直對數值模擬在工程領域中的應用感到好奇,而這本書恰好滿足瞭我的這份求知欲。作者在介紹流化床模擬方法時,並沒有直接拋齣復雜的算法和模型,而是循序漸進地從基礎數學模型講起,逐步過渡到各種數值離散格式和求解器的選擇。讓我印象深刻的是,書中對於不同模擬方法的優缺點進行瞭非常詳盡的對比分析,例如,為什麼在某些情況下需要使用歐拉-歐拉模型,而在另一些情況下則更適閤采用歐拉-拉格朗日模型。作者還花瞭相當大的篇幅來講解計算網格的生成、邊界條件的設置,以及如何有效地進行網格無關性驗證,這些都是進行可靠數值模擬的關鍵步驟,但往往在很多入門書籍中被一帶而過。通過書中提供的多個真實算例,我能看到這些模擬方法是如何被實際應用到解決流化床設計和操作中的難題的,比如預測床層壓力降、顆粒分布均勻性以及反應器效率等,這讓我對其理論深度和實踐價值有瞭更直觀的認識。

評分

我之前嘗試過一些關於流化床的教材,但很多都過於側重理論,缺乏實際操作指導。而這本《流化床技術模擬方法研究》在這方麵做得尤為齣色。作者不僅詳細介紹瞭各種數值模擬軟件(如ANSYS Fluent, OpenFOAM等)的基本功能和操作流程,還針對流化床的特點,提供瞭許多具體的參數設置技巧和案例演示。我尤其贊賞書中對敏感性分析的講解,作者詳細說明瞭如何通過改變關鍵參數(如氣體入口速度、顆粒密度、顆粒直徑等)來觀察模擬結果的變化,從而找到最優的設計參數。此外,書中還提供瞭大量的數據可視化方法,如何生成清晰的流場圖、速度剖麵圖、壓力分布圖以及顆粒相軌跡圖等,這對於理解和展示模擬結果非常有幫助。書中還包含瞭一些關於模型驗證和不確定性分析的內容,這對於確保模擬結果的可靠性和可信度至關重要。

評分

這本書在講解流化床模擬方法時,對計算流體力學(CFD)理論的闡述,可以說是教科書級彆的。作者從Navier-Stokes方程入手,詳細推導瞭適用於多相流的各種守恒方程,包括質量守恒、動量守恒和能量守恒。在此基礎上,書中進一步介紹瞭不同湍流模型(如RNG k-epsilon, RSM等)的原理和選擇依據,以及它們在模擬流化床中的適用性。我一直對湍流的復雜性感到睏惑,而這本書通過清晰的數學推導和形象的圖示,讓我對湍流的産生、發展和耗散有瞭更深刻的理解。更重要的是,作者將這些理論知識與流化床的實際流動特性相結閤,解釋瞭為什麼某些湍流模型能夠更好地捕捉到流化床中的氣泡動力學和顆粒碰撞行為。書中還穿插瞭一些關於數值穩定性、收斂性和網格質量的討論,這些都是進行可靠CFD模擬不可或缺的知識。

評分

在閱讀這本書的過程中,我最驚喜的是發現它不僅僅是一本關於流化床技術理論的書籍,更是一本實用的操作指南。作者在介紹各種數值模擬軟件的應用時,非常細緻地講解瞭軟件的安裝、界麵的基本操作、參數的設置以及結果的後處理。我尤其欣賞的是,書中提供的不僅僅是軟件的“怎麼用”,更是“為什麼這麼用”的深入解析。例如,在講解如何設置顆粒物性質時,作者會詳細說明不同物理參數(如粒徑分布、密度、錶麵粗糙度等)對模擬結果的影響,並給齣瞭相應的建議。此外,書中還包含瞭一些作者自己開發的輔助工具和腳本,這對於讀者來說是極大的福利,可以大大提高模擬的效率和準確性。我嘗試著按照書中的步驟,對一個簡單的流化床模型進行瞭模擬,從前處理到後處理,整個過程都得到瞭作者清晰的指導,最終得到瞭令人滿意的結果。

評分

這本書最大的亮點之一在於它對流化床技術在不同工業領域的應用進行瞭全麵而深入的探討。作者沒有將目光局限於單一的流化床反應器,而是將觸角延伸到瞭諸如催化裂化、煤氣化、乾燥、燃燒等多個重要的工業過程。對於每一個應用場景,書中都會先簡要介紹其核心技術原理和麵臨的關鍵挑戰,然後詳細闡述流化床技術是如何剋服這些挑戰,並發揮其獨特優勢的。讓我眼前一亮的是,作者在分析這些應用案例時,還會結閤相關的文獻和實際的工程數據,這使得書中的內容既有理論的高度,又不失實踐的厚度。我尤其對書中關於如何優化流化床反應器設計以提高反應效率和産品收率的章節印象深刻,其中提齣的多種優化策略,如改進氣分布器設計、優化床層高度和齣口結構等,都非常有啓發性。

評分

作為一個對流化床技術及其模擬方法感興趣的讀者,我發現這本書提供瞭一個非常全麵且深入的視角。作者在書中不僅詳細介紹瞭流化床的物理原理和基本概念,還對各種數值模擬方法的原理、算法和應用進行瞭詳盡的闡述。我印象特彆深刻的是,書中對不同相處理方法(如歐拉-歐拉、歐拉-拉格朗日)的比較分析,以及它們在模擬流化床中的適用性。作者還詳細講解瞭如何建立和求解流化床的CFD模型,包括網格劃分、邊界條件設置、模型選擇以及結果後處理等關鍵步驟。書中還提供瞭一些實際工程案例,展示瞭流化床模擬技術是如何應用於解決實際生産問題,例如催化劑床層設計、氣固分離器優化以及反應器性能評估等。這些案例不僅加深瞭我對理論知識的理解,也讓我看到瞭流化床模擬技術的巨大潛力。

評分

這是一本我期待瞭很久的書,雖然書名看起來頗具學術性,但當我真正翻開它的時候,卻被其中深入淺齣的講解方式深深吸引。作者在開篇就以非常生動的比喻,將復雜的流化床概念比作日常生活中常見的現象,比如砂鍋裏的粥在加熱過程中是如何翻滾的,或是洗衣機內部衣物混閤的動態。這種接地氣的引入方式,瞬間拉近瞭讀者與技術之間的距離,讓我這個非專業人士也能快速抓住核心要義。書中對於流化床基本原理的闡述,並沒有停留在枯燥的理論公式堆砌,而是通過大量的圖示和案例分析,清晰地展示瞭流化床內部顆粒的運動軌跡、流體力學特性以及傳熱傳質的機理。特彆是關於不同流化狀態(如鼓泡流化、湍流流化、快速流化等)的區分和特點,作者運用瞭極具錶現力的語言和細緻入微的描述,仿佛將我置身於流化床的微觀世界,親眼目睹著顆粒們的奇妙舞蹈。

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