液-固体系微粒表面沉积分散运移微观动力学PDF电子书下载

第1章 液-固胶体体系的基本性质 1

1.1 分散体系与胶体分散体系 1

1.2 胶体体系的分类 1

1.3 液-固胶体体系的结构特性 3

1.4 液-固界面的润湿性质 5

1.5 液-固界面接触角的测定 7

1.6 固体自溶液中吸附 8

1.7 固体表面毛细管升高现象 13

1.8 液-固胶体界面泡沫浮选 14

1.9 沉降速度与Stokes公式 15

1.10 润湿功和铺展系数 16

第2章 液-固胶体体系表面电荷平衡理论及其数学模拟 18

2.1 纯净氧化物液-固体系表面电荷平衡理论 18

2.2 占优结合固-液体系表面电荷平衡理论 21

2.3 一般液-固体系表面电荷平衡理论与数学模型 23

2.3.1 吸附定势反应 23

2.3.2 复合反应 24

2.4 应用实例 26

2.4.1 矿物氧化物为纯净物质 26

2.4.2 简单电解质溶液 27

第3章 液-固胶体体系表面阳离子交换理论研究 36

3.1 工作液为Z:Z对称型电解质溶液 37

3.1.1 无限半平面问题 37

3.1.2 两平行平板问题 38

3.2 工作液为M+A-,M2+A2-型电解质溶液 39

3.2.1 两平板问题 39

3.2.2 单一平板问题 41

3.3 工作液为M+A-,M2+(B-)2型电解质溶液 42

3.3.1 单一无限平面问题 42

3.3.2 两平行平面 44

3.4 工作液为M+A-,N2+B2-,O2+(C-)2型电解质 45

3.4.1 无限半平面问题 45

3.4.2 两平行平板 47

3.5 一般体系中表面双电层正负离子分布规律 48

3.6 几个问题的讨论 49

3.6.1 关于积分计算 49

3.6.2 关于激化势能的确定 49

3.6.3 关于固相表面离子的优先吸附 50

第4章 液-固体系固相颗粒在表面沉积与分散微观静力学模型 52

4.1 微粒沉积、分散与运移的力学平衡 52

4.1.1 微粒沉积、分散与运移的力学平衡方程 53

4.1.2 微粒分散、运移判定条件 54

4.1.3 作用于微粒上的力和力矩 55

4.1.4 运动微粒沉积、分散与位移的判定条件 74

4.2 控制微粒沉积、分散与位移的主导力系 74

4.2.1 微粒分散的主导力 75

4.2.2 影响微粒运移规律的主导力 77

第5章 固体表面非均质性对颗粒表面作用势能的影响 80

5.1 胶体颗粒的形状对范德华引力势能的影响 80

5.1.1 逐步递推模型概述 80

5.1.2 随机模型的产生 80

5.1.3 形状因素 82

5.1.4 范德华引力势能的计算 82

5.1.5 数据向量 83

5.1.6 结果与讨论 84

5.2 不相同粗糙度的球形粒子之间的范德华力引力势能 85

5.2.1 数学模型概述 85

5.2.2 粒子表面粗糙度的数字分析 85

5.2.3 范德华引力势能的计算 87

5.2.4 有延迟性影响的情况 89

5.2.5 结果与讨论 90

5.2.6 结论 90

5.3 表面非光滑性导致的切应力 91

5.3.1 数学模型 91

5.3.2 运算法则 92

5.3.3 结果分析 92

5.3.4 结论 94

5.4 主要结论与讨论 95

第6章 液-固体系微粒在表面的沉积与分散微观动力学模型 96

6.1 拉格朗日方法（Lagrangian Method） 96

6.1.1 惯性的影响 98

6.1.2 临界轨迹方法在蠕流中的应用 99

6.1.3 随机动态模拟法 100

6.2 欧拉方法（Eulerian Method） 101

6.2.1 惯性沉积 101

6.2.2 对流扩散方程 101

6.2.3 完全吸收模型 105

6.2.4 非渗透边界条件 113

6.2.5 微粒的表面吸附模型 115

6.3 微粒沉积、分散微观动力学主要影响因素分析 123

6.3.1 微粒、表面附着力老化与微粒从表面的分离 124

6.3.2 表面阻碍效应 124

6.3.3 微粒在表面覆盖过程的蒙特卡罗模拟方法 125

6.3.4 胶体稳定性对微粒沉积、分散的影响 126

6.4 微粒沉积、分散微观动力学实验研究 128

6.4.1 捕捉器表面附近水动力学条件 128

6.4.2 作用于微粒上的外力和表面胶体力 128

6.4.3 试验方法 129

6.5 主要实验结果及其讨论 130

6.5.1 无能垒情况下的沉积规律 130

6.5.2 存在能垒时微粒沉积规律 132

6.5.3 捕捉表面微粒的分布规律 134

6.5.4 胶体稳定性对微粒沉积的影响 136

6.6 研究发展趋势展望 137

第7章 液-固体系微粒在球型捕捉器表面沉积与分散微观动力学模型的求解 140

7.1 微粒沉积微观动力学输运方程 140

7.2 线性等温沉积 145

7.2.1 有限体积沉积的一般解 145

7.2.2 球形沉积器沉积模型的临界解 148

7.2.3 无限体积范围内的沉积 150

7.2.4 平面表面沉积 151

7.3 计算实例 156

7.4 有限体积沉积的临界解 160

7.5 结论 162

附录7A 163

附录7B 166

第8章 胶体微粒相互作用对微粒表面沉积的影响 172

8.1 胶体微粒在部分随机覆盖非均匀表面沉积与分散微观动力学理论模型 172

8.1.1 模型的建立 172

8.1.2 模拟算法 174

8.1.3 模拟计算结果与分析 175

8.2 胶体微粒在具有随机吸附点的非均匀表面沉积与分散微观动力学理论模型 179

8.2.1 理论模型的建立 179

8.2.2 理论模型的数学模拟 181

8.3 胶体微粒在电性非均值表面沉积与分散微观动力学模拟实验 185

8.3.1 聚苯乙烯胶体颗粒在流向平行非均质表面沉积与分散显微实验 185

8.3.2 聚苯乙烯胶体颗粒在流向垂直非均匀表面沉积与分散显微实验 189

8.4 表面微粒簇的形成及其对微粒吸附的影响 197

第9章 多孔介质液-固体系微粒沉积分散运移微观动力学理论模型 201

9.1 微观动力学随机游走模型 201

9.1.1 Monte Carlo方法 201

9.1.2 颗粒在网络内的运动 202

9.1.3 颗粒在毛细管内的随机沉降计算 203

9.2 颗粒在多孔介质内的分形聚集 209

9.2.1 问题的提出 209

9.2.2 分形理论概念 209

9.2.3 分形生长模型 211

9.2.4 颗粒运移沉积分形模型 214

9.3 随机网络等效介质微观动力学模型 215

9.3.1 多孔介质微观渗流等效介质理论 215

9.3.2 微粒沉积规律的数学描述 223

9.3.3 多孔介质孔隙结构动态变化数学模型 228

第10章 液-固体系微观动力学的工程应用示例 232

10.1 油气田开采储层多孔介质中微粒的分散与运移微观动力学机理 232

10.1.1 储层中黏土矿物微粒分散与运移微观动力学机理 232

10.1.2 储层中非黏土矿物微粒分散与运移微观动力学机理 237

10.1.3 关于确定孔隙骨架表面定解条件的讨论 239

10.2 油气藏开采储层多孔介质中微粒分散、运移微观动力学特征数学模拟 241

10.2.1 储层多孔介质微粒运移分散、堵塞一维问题的数学模拟 241

10.2.2 储层多孔介质微粒分散、运移一维问题的数学模拟 251

10.2.3 结论与讨论 254

10.3 污水深层过滤中固相颗粒沉积、分散、运移微观动力学数学模拟 255

10.3.1 液体深层过滤微观动力学研究方法概述 255

10.3.2 液体深层过滤毛细管束模型 257

10.3.3 液体深层过滤球池模型 263

10.3.4 液体深层过滤喉管束模型 265

10.3.5 结论 278

符号说明 279

参考文献 288