上篇 混合设备概论 3
第1章 搅拌设备的类型 3
1.1 槽体 4
1.2 槽与轴的相对位置 5
1.3 叶轮 6
1.4 附件 7
1.5 传动装置 12
参考文献 16
第2章 常用搅拌设备的选型 17
2.1 搅拌对象的性质 17
2.2 叶轮的剪切-循环特性 20
2.3 流动状态与叶轮性能的关系 23
2.4 几种常用叶轮的特性 25
2.5 超高粘流体混合设备 30
2.6 搅拌的目的 32
2.7 叶轮的选型 34
参考文献 36
第3章 搅拌技术的进展 37
3.1 新型搅拌设备 37
3.1.1 新型轴向流搅拌叶轮 38
3.1.2 新型宽粘度域搅拌叶轮 39
3.1.3 新型卧式搅拌设备 40
3.1.4 处理高粘流体的搅拌设备 42
3.1.5 其它新型搅拌设备 45
3.2 流场的测量和计算流体力学 46
3.3 搅拌设备的机电一体化和智能化 47
3.4 搅拌设备选型和设计的软件 47
参考文献 48
第4章 固体混合设备 49
4.1 固体粒子概述 49
4.2 混合度 50
4.3 混合机理 52
4.4 固体混合设备 52
4.4.1 容器回转型 53
4.4.2 容器固定型 56
4.4.3 常用固体混合设备的规格 60
4.5 固体混合技术的进展 62
4.5.1 精细混合 62
4.5.2 精细混合技术与设备 63
参考文献 66
下篇 混合设备的设计和放大 69
第5章 搅拌设备中的流场 69
5.1 搅拌设备流场概述 69
5.2 流场测量方法简介 70
5.2.1 照相法 71
5.2.2 激光多普勒测速仪法 72
5.2.3 流场数值模拟 77
5.3.1 操作条件对流型的影响 78
5.3.2 流体的流变行为对流型的影响 78
5.3 操作条件和流体的流变行为对流型的影响 78
5.4 从流场信息优化搅拌叶轮设计和操作 81
5.4.1 开发新型轴向流叶轮 81
5.4.2 高粘液体用叶轮的设计和操作优化 82
5.4.3 多层叶轮的设计优化 82
参考文献 89
第6章 均相搅拌设备的功耗、排量和混合 90
6.1 湍流域常用叶轮的特性参数 90
6.1.1 搅拌功率和排量 91
6.1.2 排量、循环量和混合的关系 105
6.2.1 搅拌器在层流域和过渡流域的功耗和混合概述 111
6.2 层流和过渡流域常用叶轮的特性参数 111
6.2.2 常用叶轮搅拌高粘流体时的功耗 116
6.2.3 高粘流体用叶轮的排量、循环量和混合 131
6.2.4 三种新型搅拌叶轮的功耗和混合 132
参考文献 136
第7章 搅拌槽的传热 138
7.1 搅拌槽传热概述 138
7.2 热载体侧的表面传热系数 139
7.2.1 管中流体对管壁的表面传热系数 139
7.2.2 夹套中热载体对槽壁的表面传热系数 140
7.3 被搅液侧的表面传热系数 142
7.3.1 牛顿流体的表面传热系数 142
7.3.2 非牛顿流体的表面传热系数 145
7.3.3 三种新型搅拌器的表面传热系数 153
7.4.1 刮壁式传热概论 155
7.4 高粘流体的刮壁式传热 155
7.4.2 刮板固定方式、形状和材料 157
7.4.3 刮壁式搅拌器的流型 158
7.4.4 刮壁式搅拌器的功耗和传热 161
7.5 CFD在优化刮壁式搅拌设备中的应用 163
7.5.1 用CFD模拟搅拌槽流场的概况 163
7.5.2 流场的模拟 165
7.5.3 刮壁式搅拌器的功耗及切应变速率分布 168
7.5.4 刮壁槽内的传热过程的解析 170
7.5.5 结语 176
参考文献 177
8.1 固体粒子概述 179
第8章 固体粒子的性质和测量 179
8.2 固体粒子的粒径及粒径分布 180
8.2.1 粒径的表示方式 180
8.2.2 粒径分布 182
8.2.3 平均粒径 187
8.2.4 粒子的形态和形态系数 188
8.2.5 沉降速度 192
8.3 颗粒间的附着力 195
8.3.1 水合作用力 195
8.3.2 静电结合力 197
8.3.3 范德华结合力 197
8.3.4 各种结合力的相互作用 197
8.4.1 固体粒子流动性和泛溢性的测量方法 198
8.4 固体粒子的流动性、泛溢性和流态化性的测量 198
8.4.2 固体粒子的流态化特性 210
参考文献 211
第9章 粉粒体混合设备 212
9.1 粉粒体混合设备的形式和操作条件的决定 212
9.1.1 混合设备形式的选择 212
9.1.2 影响混合的因素 213
9.2 粉粒体混合设备的功耗 214
9.2.1 容器回转型混合机的功耗 214
9.2.2 容器固定型混合机的功耗 216
参考文献 232
10.1 固-液悬浮的判据 233
第10章 固-液搅拌设备 233
10.1.1 以槽底未悬浮固体量作判据 234
10.1.2 以槽内悬浮液的均匀程度作判据 234
10.1.3 其它有关悬浮程度的判据 234
10.2 固-液悬浮搅拌设备 235
10.2.1 搅拌器 235
10.2.2 桨径与槽径之比 239
10.2.3 槽底形状 240
10.2.4 叶轮的离底高度 242
10.2.5 挡板和导流筒 243
10.3 临界转速 243
10.3.1 完全离底的临界转速 243
10.3.2 完全均匀悬浮 247
10.4.2 固相含量的影响 248
10.4 物料性质对固-液悬浮的影响 248
10.4.1 液相粘度的影响 248
10.4.3 粒子大小的影响 249
10.5 固-液悬浮搅拌槽的放大 249
10.6 晶析和细粉在高粘流体中的均匀分散 249
10.6.1 晶析设备 249
10.6.2 细粉在高粘流体中的分散 251
参考文献 253
第11章 液-液搅拌设备 254
11.1 液-液搅拌设备 255
11.2 液-液分散的机理 255
11.3.1 有关各向同性湍流的基础知识 256
11.3 无表面活性剂存在时对平均滴径和滴径分布的理论分析 256
11.3.2 关于平均滴径和滴径分布的解析 260
11.4 液-液分散的实验研究结果 264
11.4.1 临界转速 264
11.4.2 逆分散操作 267
11.4.3 平均滴径和滴径分布 267
11.5 有表面活性剂存在下的液-液分散 272
11.6 液-液分散液的密度和粘度 272
11.7 乳液聚合和悬浮聚合反应器 272
11.7.1 悬浮聚合和乳液聚合中的液-液分散 272
11.7.2 悬浮聚合和乳聚合反应器 274
参考文献 278
12.1.1 气-液分散状态和临界分散转速 280
第12章 气-液和气-液-固搅拌设备 280
12.1 标准槽中的气-液分散和功耗 280
12.1.2 通气时的搅拌功率 283
12.1.3 比界面积、持气率和气泡平均直径 287
12.2 叶轮形式与分布器对气-液分散的影响 291
12.2.1 叶轮形式的影响 291
12.2.2 气体分布器的影响 295
12.3 用于气-液分散的多层搅拌器 296
12.4 气-液系的传热 299
12.5.2 搅拌功率 303
12.5.4 搅拌器和气体分布器 303
12.5.3 气含率、比界面积、传质系数和传热系数 303
12.5.1 临界转速 303
12.5 气-液-固三相体系 303
参考文献 304
第13章 搅拌槽的放大技术 307
13.1 搅拌槽式反应器放大技术概述 307
13.2 几何相似放大法 307
13.2.1 几何相似放大法概要 307
13.2.2 不同搅拌目的时的放大准则 308
13.2.3 采用不同的放大准则时，混合参数的变化规律 310
13.2.4 采用不同放大准则时，传热系数的变化规律 311
13.2.5 由实验确定几何相似放大准则 312
13.3.1 非几何相似放大法概要 313
13.3.2 搅拌槽式聚合反应器的非几何相似放大实例 313
13.3 非几何相似放大法 313
13.3.3 非几何相似放大法的技术要点 319
13.4 关于数学模型放大 322
参考文献 325
第14章 搅拌设备的计算机辅助设计 326
14.1 引言 326
14.2 搅拌设备常规设计方法 326
14.2.1 搅拌设备设计过程 326
14.2.2 搅拌设备的选型 328
14.2.3 搅拌设备的化学工程设计 331
14.2.4 搅拌设备的机械设计 333
14.3.1 专家系统介绍 334
14.3 专家系统及其化工应用 334
14.3.2 专家系统的结构 335
14.3.3 专家系统的开发 336
14.3.4 专家系统在化工过程设计中的应用 339
14.4 搅拌设备智能设计系统构成 342
14.4.1 系统的功能和设计覆盖范围 342
14.4.2 系统的基本结构 343
14.5 搅拌器预选型决策分析 347
14.5.1 AHP选型决策过程 347
14.5.2 知识处理 351
14.5.3 系统实现 354
14.5.4 AHP方法分析讨论 358
附录 搅拌设备设计用户条件表 360
参考文献 361