微界面?zhèn)髻|強化技術

第一章　緒論/1
第一節(jié)　引言 1
第二節(jié)　界面?zhèn)髻|與反應 2
一、經典氣-液傳質理論簡介 3
二、修正的經典模型 6
三、湍流旋渦理論 7
第三節(jié)　基于微通道和外場的傳質強化 9
一、概述 9
二、基于微通道的傳質強化 9
三、基于超重力場的傳質強化 10
四、基于超聲波的傳質強化 11
五、基于電磁波的傳質強化 12
第四節(jié)　基于機械能的傳質強化 14
一、撞擊流傳質強化 14
二、噴霧傳質強化 18
三、氣-液混流泵傳質強化 22
參考文獻 24

第二章 微界面?zhèn)髻|強化的基本理論問題/31
第一節(jié)　概述 31
第二節(jié)　微界面的涵義 32
一、微顆粒與微顆粒體系 32
二、宏顆粒與宏顆粒體系 33
三、微界面與微界面體系 33
四、宏界面與宏界面體系 34
第三節(jié)　微界面?zhèn)髻|強化和反應強化概念 35
一、氣液相界面積的強化 37
二、氣泡平均停留時間的強化 39
第四節(jié)　微界面反應強化原理 44
一、氣膜傳質系數kG 45
二、液膜傳質系數kL 47
第五節(jié)　τs和δL的確定 53
一、τs的確定 53
二、δL的確定 53
三、靜止水中空氣微氣泡的τs和δK計算 54
四、空氣微氣泡在水中的上升速度實驗值 56
五、液膜（傳質邊界層）δL的計算 57
第六節(jié)　催化劑的表面液膜傳質系數ks 59
第七節(jié)　微氣泡的內壓 59
第八節(jié)　微氣泡的碰撞與聚并 62
一、微氣泡的碰撞頻率 62
二、微氣泡的聚并效率 64
參考文獻 74

第三章 Marangoni效應及其界面微結構/79
第一節(jié)　Marangoni界面湍動 79
第二節(jié)　Marangoni界面微結構的形成與尺度 80
一、Marangoni界面湍動的形成 80
二、界面湍動現象的表現形式 82
第三節(jié)　液-液傳質過程中的Marangoni界面微結構 84
一、液-液傳質過程中的Marangoni界面微結構 84
二、Marangoni界面湍動微結構對液-液傳質的影響 91
第四節(jié)　氣-液Marangoni效應與界面微結構 92
一、氣-液傳質過程中的Marangoni界面微結構 93
二、氣-液Marangoni界面微結構對傳質的影響 97
第五節(jié)　Marangoni界面湍動與界面微結構的表征 99
一、示蹤劑法 99
二、粒子成像測速法 100
三、光學觀測法 100
第六節(jié)　Marangoni效應對傳質設備效率的影響 102
參考文獻 104

第四章 氣-液微顆粒制備技術/111
第一節(jié)　概述 111
第二節(jié)　微氣泡的主要理化特征 112
第三節(jié)　氣泡的產生、發(fā)展與潰滅機理 113
一、微氣泡的形成與振蕩 113
二、孔口鼓泡和微氣泡平動 114
三、微流道中的兩相流型 115
四、微氣泡的溶解潰滅 116
第四節(jié) 微氣泡的制備技術 116
一、溶氣-釋氣法 117
二、微孔曝氣法 118
三、引氣-散氣法 120
四、微流控方法 123
五、超聲/聲壓法 128
六、電解法 130
第五節(jié) 微液滴制備技術 132
一、概述 132
二、填充床法 133
三、超重力法 135
四、多相流法 137
五、氣動法 151
六、電動法 152
七、微液滴制備的其他方法 156
第六節(jié) 微型乳液制備技術 158
一、概述 158
二、乳液的分類 159
三、機械法 159
四、雙T型微通道法 160
五、多重流動聚焦 162
六、膜乳化技術 165
七、填充床法 168
八、溫變轉相法 169
第七節(jié) 乳液的穩(wěn)定性與破乳 170
一、奧氏熟化現象 171
二、過處理問題 172
三、破乳 172
第八節(jié) 反氣泡制備技術 173
一、概述 173
二、制備方法 176
三、反氣泡穩(wěn)定性 178
四、反氣泡運動控制 179
參考文獻 180

第五章　Q-CT法測試技術 / 195
第一節(jié)　概述 195
第二節(jié) 毫米-厘米級氣泡顆粒測試技術 196
一、毫米-厘米級群顆粒測試技術現狀 196
二、基于分水嶺算法的氣-液顆粒群圖像分析技術 197
三、氣-液顆粒群實驗裝置及圖像拍攝 201
四、粘連氣泡與重疊氣泡 202
五、粘連氣泡的分水嶺分割 202
六、結果與討論 210
七、小結 214
第三節(jié) 微氣泡測試技術 214
一、實驗裝置 214
二、樣品分析 217
三、結果與討論 223
四、小結 226
第四節(jié) 液相微顆粒體系測試技術研究 226
一、背景及原理 226
二、試劑與測試儀器 229
三、實驗步驟 231
四、測試與表征 231
第五節(jié) 誤差校正 234
參考文獻 234

第六章 微界面體系在線成像測量技術 / 239
第一節(jié)　概述 239
第二節(jié)　OMIS 系統簡介 241
一、OMIS 系統組成 241
二、OMIS 成像原理及放大倍率 241
第三節(jié)　OMIS 數據采集與測定方法 242
一、視頻采集 242
二、視頻及圖片的標尺確定 243
三、微顆粒群粒徑分布統計 244
第四節(jié)　微界面固定床反應器內微顆粒的測試 248
一、測試裝置簡介 248
二、微界面固定床顆粒特性測試實例 250
三、視頻采集及處理 250
四、結果與討論 250
第五節(jié)　微界面漿態(tài)床反應器內微顆粒測試 255
一、試驗裝置 255
二、視頻采集 256
三、結果與討論 256
參考文獻 265

第七章 微界面體系構效調控數學模型 / 267
第一節(jié)　概述 267
第二節(jié)　微界面體系氣泡尺度構效調控數學模型 268
一、微界面體系氣泡的聚并與破裂 268
二、d32 計算模型和半經驗關聯式 271
三、微界面體系氣泡Sauter 平均直徑通用數學模型 273
四、dmax 和dmin 理論研究 279
五、微界面機組能量耗散率數學模型 283
第三節(jié)　氣-液微界面體系氣含率構效調控數學模型 287
一、氣含率研究進展 287
二、微界面體系氣含率通用數學表達式 288
三、微界面體系氣泡平均上升速度數學表達式 288
四、微界面體系氣含率構效調控數學模型 292
第四節(jié)　微界面體系氣液相界面積構效調控數學模型 292
一、氣液相界面積研究進展 292
二、微界面體系氣液相界面積一般數學表達 294
三、微界面體系氣液相界面積構效調控數學模型 294
第五節(jié)　微界面體系傳質系數構效調控數學模型 295
一、微界面體系傳質概述 295
二、微界面體系氣側傳質系數構效調控數學模型 295
三、微界面體系液側傳質系數構效調控數學模型 297
四、微界面體系液-固傳質系數構效調控數學模型 298
第六節(jié)　微界面氣-液-固反應體系宏觀反應速率構效調控數學模型 299
一、宏觀反應速率通用表達式 299
二、不考慮催化劑內擴散的宏觀反應速率模型 300
三、考慮催化劑內擴散的宏觀反應速率模型 301
參考文獻 302

第八章　微界面反應體系參數的影響/311
第一節(jié)　概述 311
第二節(jié)　體系理化參數估算 312
一、氣相擴散系數 312
二、液相擴散系數 313
第三節(jié)　理化參數對微界面體系界面?zhèn)髻|的影響 313
一、液相密度的影響 314
二、液相動力黏度的影響 318
三、表面張力的影響 321
四、空氣-乙醇-水體系 325
第四節(jié)　氣液比的影響 329
一、氣泡Sauter平均直徑 330
二、氣泡平均上升速度和氣含率 330
三、氣液相界面積 331
四、液側傳質系數和液側體積傳質系數 332
五、氣側傳質系數和氣側體積傳質系數 332
第五節(jié)　操作壓力的影響 333
一、氣泡Sauter平均直徑 333
二、氣泡平均上升速度 335
三、氣含率 335
四、氣液相界面積 335
五、液側傳質系數和液側體積傳質系數 337
六、氣側傳質系數和氣側體積傳質系數 338
七、甲醇羰基化反應體系宏觀反應速率 340
第六節(jié)　操作溫度的影響 341
一、液相動力黏度 341
二、表面張力 342
三、氣泡Sauter平均直徑 342
四、氣泡平均上升速度 342
五、氣含率 343
六、氣液相界面積 344
七、液側傳質系數和液側體積傳質系數 345
八、氣側傳質系數和氣側體積傳質系數 346
九、甲醇羰基化反應體系宏觀反應速率 347
參考文獻 348

第九章　微界面氣-液體系的理化特性/349
第一節(jié)　概述 349
第二節(jié)　微界面氣-液體系的結構與特征 350
第三節(jié)　微界面氣-液體系的物理特性 351
一、壓力特性 351
二、傳質特性 351
三、溶解性能 352
四、遷移特性 352
五、電學特性 353
六、表面特性 355
七、流變行為 355
八、力學特性 355
九、收縮特性 356
十、其他物理特性 356
第四節(jié)　微界面氣-液體系的化學特性 357
一、氣-液體系的微界面自由基的形成 357
二、微氣泡引起的特異性化學反應 358
三、水處理相關反應特性 359
四、生化反應特性 368
第五節(jié)　微氣泡與生命起源 369
參考文獻 373

第十章　微界面?zhèn)髻|強化技術的應用/379
第一節(jié)　概述 379
第二節(jié)　在石化生產方面的應用 379
一、漿態(tài)床反應器渣油加氫 379
二、間二甲苯空氣氧化合成間甲基苯甲酸 395
第三節(jié) 在精細化學品生產方面的應用 402
一、蒎烷氫過氧化物生產 402
二、二氫月桂烯醇水合反應過程 409
第四節(jié)　在藥物原料合成方面的應用 415
一、對乙酰氨基酚生產 415
二、農藥原料乙烯利生產過程 420
第五節(jié)　在“三廢”處理方面的應用 426
一、NOx廢氣的資源化治理 426
二、高鹽廢水濕式氧化 431
參考文獻 439

后記/443

索引/447