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第1章 稠密两相流动的基本方程1

1.1 雷诺输运定理-守恒方程的一般形式2

1.1.1 雷诺输运定理2

1.1.2 两相守恒方程6

1.2 一维气固两相流动7

1.3 一维颗粒流和固相弹性模量11

1.3.1 固相弹性模量11

1.3.2 颗粒流热力学14

1.4 气固两相流的特征方程和特征线16

1.4.1 特征方程16

1.4.2 特征线17

1.5 气固两相的动量传递19

1.5.1 流体颗粒相间作用关联式20

1.5.2 流体颗粒流动的能量耗散23

1.6 气固多尺度能量耗散最小模型和多尺度曳力计算模型25

1.6.1 颗粒团聚效应25

1.6.2 多尺度体系守恒方程29

1.6.3 多尺度能量耗散最小方法33

1.6.4 双变量极值原理36

1.6.5 微观-介观-网格方程组和多尺度曳力系数模型A38

1.6.6 多尺度曳力系数模型B41

1.6.7 循环流化床多尺度模拟43

1.7 高浓度气固两相流的密度波和压力波的传播45

1.7.1 流化床气固两相流的密度波传播45

1.7.2 高浓度气固两相流的压力波传播47

1.8 流化床提升管内气固两相流动49

1.9 本章小结52

参考文献53

第2章 颗粒动理学理论55

2.1 颗粒碰撞动力学和输运现象的初等理论55

2.1.1 颗粒碰撞动力学55

2.1.2 输运现象的初等理论60

2.2 Boltzmann积分-微分方程62

2.3 颗粒动理学基本方程65

2.4 颗粒属性的碰撞输运67

2.4.1 固相压力和黏性系数67

2.4.2 颗粒相碰撞能传递系数70

2.5 颗粒碰撞的能量耗散72

2.6 颗粒径向分布函数72

2.7 颗粒拟温度的试验77

2.8 颗粒压力的试验80

2.9 颗粒黏性系数的试验85

2.10 颗粒动理学的应用86

2.10.1 颗粒流剪切流动86

2.10.2 高颗粒浓度密相流动的颗粒拟温度87

2.10.3 低颗粒浓度稀疏流动的颗粒拟温度88

2.10.4 鼓泡流化床气固两相流动89

2.10.5 循环流化床气固两相流动93

2.10.6 颗粒惯性流101

2.10.7 气固提升管环核流动103

2.11 本章小结104

参考文献104

第3章 混合颗粒流颗粒动理学106

3.1 混合颗粒的碰撞动力学107

3.1.1 混合颗粒碰撞动力学107

3.1.2 混合颗粒流输运现象的初等理论110

3.2 多组分颗粒Boltzmann方程和输运方程111

3.2.1 组分颗粒质量守恒方程111

3.2.2 组分颗粒动量守恒方程112

3.2.3 组分颗粒的颗粒拟温度守恒方程112

3.3 多组分颗粒的扩散应力和碰撞应力113

3.3.1 组分颗粒的弥散应力和弥散能量通量113

3.3.2 组分颗粒的碰撞应力113

3.4 颗粒组分的碰撞动量传递117

3.5 颗粒组分的颗粒碰撞能流率和耗散118

3.5.1 颗粒组分的颗粒碰撞能流率118

3.5.2 颗粒组分的颗粒碰撞能量耗散120

3.6 液固流化床双组分颗粒拟温度的试验与测量122

3.7 多组分颗粒径向分布函数126

3.7.1 离散颗粒硬球模型126

3.7.2 双组分颗粒径向分布函数127

3.8 鼓泡流化床多组分颗粒流动数值模拟130

3.8.1 鼓泡流化床双组分颗粒流化过程130

3.8.2 鼓泡流化床双组分颗粒的分层流化134

3.8.3 双组分颗粒最小流化速度136

3.9 燃煤循环流化床锅炉气固流动的数值模拟137

3.9.1 燃煤循环流化床锅炉气固流态137

3.9.2 燃煤循环流化床锅炉流动与反应特性140

3.10 均等组分颗粒拟温度的混合颗粒动理学模型144

3.11 本章小结147

参考文献148

第4章 粗糙颗粒动理学150

4.1 粗糙颗粒碰撞动力学151

4.2 粗糙颗粒的Maxwell-Boltzmann方程155

4.2.1 粗糙颗粒输运方程155

4.2.2 粗糙颗粒守恒方程156

4.3 粗糙颗粒平动能和转动能158

4.4 粗糙颗粒碰撞的动量输运160

4.5 粗糙颗粒碰撞能量的传输和耗散164

4.5.1 粗糙颗粒热流通量164

4.5.2 粗糙颗粒碰撞能量耗散165

4.6 粗糙颗粒动理学模拟气固鼓泡流化床的流化167

4.7 粗糙颗粒动理学模拟循环流化床提升管气固两相流动174

4.8 近似粗糙颗粒动理学178

4.8.1 三参数粗糙颗粒动力学和输运方程178

4.8.2 粗糙颗粒剪切流动和三参数简化粗糙颗粒动理学方程182

4.9 本章小结183

参考文献184

第5章 各向异性颗粒动理学-颗粒流矩模型185

5.1 各向异性的颗粒碰撞动力学185

5.2 各向异性颗粒输运方程187

5.3 颗粒相Hermite多项式189

5.4 碰撞颗粒属性的耗散和传递191

5.4.1 碰撞颗粒能量耗散的求解191

5.4.2 碰撞颗粒能量传递的求解194

5.5 三阶矩的封闭194

5.5.1 基于输运现象初等理论的三阶矩封闭模型194

5.5.2 基于线性理论的三阶矩封闭模型195

5.6 颗粒与壁面的颗粒流矩边界条件197

5.7 气固循环流化床提升管的颗粒流二阶矩分布198

5.8 气固鼓泡流化床的颗粒流二阶矩分布206

5.9 本章小结209

参考文献210

第6章 黏附性颗粒动理学212

6.1 黏附性颗粒碰撞动力学212

6.2 黏附性颗粒动理学215

6.2.1 黏附性颗粒的应力216

6.2.2 两个重要积分219

6.2.3 应力项第一部分的积分求解221

6.2.4 应力项第二部分的积分求解223

6.2.5 黏附性颗粒的碰撞压力分量和黏性系数分量224

6.3 黏附性颗粒的碰撞热流通量225

6.4 黏附性颗粒团聚直径226

6.5 流化床气体黏附性颗粒两相流动228

6.6 本章小结236

参考文献236

第7章 稠密气固两相流的固相大涡模拟方法和亚格子尺度模型238

7.1 稠密气固两相流固相亚格子尺度模型238

7.1.1 可解尺度气相守恒方程239

7.1.2 可解尺度颗粒相守恒方程240

7.1.3 可解尺度颗粒拟温度方程242

7.2 提升管内气固两相流动过程243

7.3 化学链反应器气固两相流动249

7.4 稠密气固周期撞击流255

7.5 本章小结258

参考文献258

第8章 颗粒流的构型温度和高浓度弹性-惯性颗粒流模型260

8.1 颗粒流的构型温度和摩擦-碰撞颗粒流模型261

8.1.1 颗粒流的构型温度261

8.1.2 离散颗粒软球模型和颗粒力链构型262

8.1.3 颗粒构型温度和颗粒广义温度265

8.1.4 摩擦-碰撞颗粒流模型与模拟271

8.2 线性叠加摩擦-碰撞颗粒流模型273

8.3 气固喷动床两相流动278

8.4 导向管喷动床气固两相流动281

8.5 多孔导向管喷动床气固两相流动282

8.6 本章小结285

参考文献286