第一篇 化工流变学基础 3
引言 3
第一章 纯粘性非牛顿流体 3
1-1 粘性率 3
1-1-1 剪切粘性率定律 3
1-1-2 拉伸粘性率 4
1-1-3 体积粘性率 5
1-2 与时间无关的纯粘性非牛顿流体 7
1-2-1 流体的分类 7
1-2-2 假塑性流体 9
1-2-3 胀塑性流体 17
1-2-4 塑性流体 18
1-3 与时间有关的纯粘性非牛顿流体 19
1-3-1 触变流体 20
1-3-2 震凝流体 21
1-4 纯粘性流体的流变测量 22
1-4-1 毛细管粘度计 22
1-4-2 锥板粘度计 34
1-4-3 回转圆筒粘度计 38
第二章 粘弹性流体 53
2-1 粘弹性流体概述 53
2-1-1 记忆现象 53
2-1-3 Wcissenberg效应(爬竿效应) 54
2-1-2 Barus效应(膨胀效应) 54
2-1-4 Toms效应 55
2-2 粘弹性流体的力学模型 55
2-2-1 Maxweil粘弹性模型 55
2-2-2 Vorgt粘弹性模型 58
2-2-3 多元素模型 59
2-3 非线性粘弹性 62
2-3-1 Nutting方程式 62
2-3-2 法向应力效应的发生机理 63
2-4 法向应力效应的测量 68
2-4-1 平行圆板法 68
2-4-2 锥板法 70
第三章 流体的粘性 73
3-1 粘度与温度的关系 73
3-2 溶液和悬浮液的粘度 76
3-2-1 粘度的表示法 76
3-2-2 Einstein方程式 77
3-2-3 电解质水溶液的粘度 78
3-2-4 高分子溶液的粘度 79
3-3 浓悬浮液的非牛顿性及其流变方程式 83
3-3-1 浓悬浮液的非牛顿性 83
3-3-2 浓悬浮液的相对粘度和固相分率的关联式 86
参考文献 103
3-3-3 浓悬浮液的本构方程式 103
第二篇 非牛顿流体的流动、混合和传热 107
第四章 非牛顿流体在圆管中的流动和传热 107
4-1 非牛顿流体在圆管中的层流流动 107
4-1-1 流速分布和平均流速 107
4-1-2 圆管内压力降和流量的关系 113
4-1-3 摩擦系数 116
4-2 高分子的湍流抑制效应 124
4-2-1 湍流抑制效应(简称DR效应) 124
4-2-2 高分子抑制湍流的机理 132
4-3-1 与传热有关的无量纲准数 136
4-3 非牛顿流体在圆管中的传热 136
4-3-2 非牛顿流体在圆管中的层流传热 137
4-3-3 非牛顿流体在圆管中的湍流传热 145
第五章 非牛顿流体的搅拌功率 148
5-1 牛顿流体的搅拌功率 148
5-1-1 圆筒形搅拌槽内液体的流动形态 148
5-1-2 粘度对固体回转部的影响 150
5-1-3 搅拌功率 151
5-2 非牛顿流体的搅拌功率 161
5-2-1 假塑性流体的搅拌功率 161
5-2-2 宾汉流体的搅拌功率 191
5-2-3 触变流体的搅拌功率 200
5-2-4 粘弹性流体的搅拌功率 202
第六章 非牛顿流体的混合 208
6-1 混合质量 208
6-1-1 混合过程的定性描述 208
6-1-2 混合质量的定义 210
6-2 搅拌器的混合性能 218
6-2-1 有关搅拌器混合性能的几个无量纲准数 218
6-2-2 搅拌器在层流域的混合特性 221
6-2-3 搅拌器在过渡流域的混合特性 223
6-2-4 流体的性质对混合的影响 225
6-3 混合机理 227
6-3-1 层流域 227
6-3-2 过渡流域 231
第七章 非牛顿流体在搅拌槽内的传热 235
7-1 概述 235
7-2 牛顿流体的给热系数关联式 238
7-3 非牛顿流体的给热系数关联式 245
7-3-1 非牛顿流体在搅拌槽内的层流传热 246
7-3-2 非牛顿流体在搅拌槽内的湍流传热 249
参考文献 260
附表 264
表1 Metzner常数ks 264
表2 非牛顿流体对夹套壁的给热系数关联式 268
表3 非牛顿流体对内冷管壁的给热系数关联式 274
表4 非牛顿流体对内冷搅拌叶壁的给热系数关联式 275