液固旋流分離新技術(shù)

第一章　緒論 / 1
第一節(jié)　污染物源頭控制及資源化 1
第二節(jié)　液固分離應(yīng)用領(lǐng)域 3
第三節(jié)　液固旋流分離研究進展 6
一、測試研究 9
二、模擬研究 13
三、分離性能 15
四、應(yīng)用拓展 17
第四節(jié)　液固旋流分離過程強化研究進展 21
一、調(diào)整結(jié)構(gòu)尺寸強化旋流分離過程 22
二、操作參數(shù)調(diào)整強化旋流分離過程 23
三、改善物料性質(zhì)強化旋流分離過程 24
四、其他強化旋流分離過程的方法 24
第五節(jié)　旋流器內(nèi)湍流流動-顆粒運動-污染物分離的關(guān)聯(lián) 25
一、旋流場中顆粒自轉(zhuǎn)強化污染物分離 26
二、旋流場中顆粒排序強化污染物分離 30
第六節(jié)　本章小結(jié) 31
參考文獻 32

第二章　旋流動力學與顆粒運動學 / 38
第一節(jié)　旋流場流體運動基本形式 39
一、內(nèi)旋流和外旋流 39
二、短路流 43
三、循環(huán)流 43
四、零軸速包絡(luò)面和空氣柱 44
五、顆粒公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn) 45
第二節(jié)　顆粒自轉(zhuǎn)運動 45
一、顆粒自轉(zhuǎn)現(xiàn)象 45
二、剪切流場中非慣性顆粒自轉(zhuǎn)模型 50
第三節(jié)　旋流場微球自轉(zhuǎn)分析 52
第四節(jié)　重質(zhì)旋流器內(nèi)顆粒自轉(zhuǎn)解析求解 54
一、基本假設(shè) 55
二、基本方程 55
三、模型修正 60
四、內(nèi)流場方程簡化 62
五、顆粒自轉(zhuǎn)速度計算 63
第五節(jié)　旋流場顆粒自轉(zhuǎn)調(diào)控 65
一、微球運動速度徑向分布關(guān)系 66
二、公轉(zhuǎn)速度 66
三、自轉(zhuǎn)調(diào)控 66
四、顆粒自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的關(guān)系 68
五、旋流場中顆粒自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)耦合 70
第六節(jié)　輕質(zhì)旋流器內(nèi)顆粒自轉(zhuǎn)解析 71
一、內(nèi)流場方程求解 72
二、內(nèi)流場計算 75
三、輕質(zhì)旋流器內(nèi)流場分布 75
四、輕質(zhì)旋流器內(nèi)顆粒公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn) 77
第七節(jié)　雙錐輕質(zhì)旋流器內(nèi)顆粒自轉(zhuǎn)解析 78
一、邊界條件 78
二、流函數(shù)及速度分量求解 79
三、雙錐旋流器內(nèi)速度分布 82
四、雙錐輕質(zhì)旋流器內(nèi)顆粒自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn) 83
第八節(jié)　本章小結(jié) 84
參考文獻 84

第三章　液固旋流分離過程檢測及調(diào)控 / 91
第一節(jié)　相位多普勒粒子分析 91
一、PDPA測試系統(tǒng)的組成及原理 91
二、旋轉(zhuǎn)流場的PDPA實驗系統(tǒng)設(shè)計和搭建 94
三、旋轉(zhuǎn)湍流場PDPA檢測及調(diào)控 99
第二節(jié)　粒子圖像測速 105
一、PIV測試系統(tǒng)的原理和組成 105
二、旋轉(zhuǎn)流場的PIV實驗系統(tǒng)搭建和流程設(shè)計 108
三、旋轉(zhuǎn)湍流場PIV檢測與調(diào)控 111
第三節(jié)　體三維測速 122
一、旋轉(zhuǎn)流場V3V測試原理和平臺構(gòu)建 123
二、旋轉(zhuǎn)流場V3V測試流程及方法 127
三、旋轉(zhuǎn)流場V3V檢測及調(diào)控 131
第四節(jié)　旋流場中顆粒自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)檢測 139
一、檢測原理 139
二、檢測設(shè)備和方法 141
第五節(jié)　表/界面污染物SERS檢測 151
一、微流控制備具有SERS活性的多孔顆粒 151
二、顆粒表面污染物旋流分離在線SERS檢測 154
三、界面SERS檢測 167
第六節(jié)　本章小結(jié) 178
參考文獻 178

第四章　顆粒排序強化液固旋流分離 / 180
第一節(jié)　排序型旋流器概況 180
一、顆粒排序方法 180
二、排序強化旋流分離 182
三、進口排序型旋流器 182
第二節(jié)　顆粒排序與微旋流分離器的設(shè)計 184
一、旋轉(zhuǎn)流顆粒排序理論研究 184
二、基于離心沉降顆粒排序器設(shè)計 188
三、顆粒排序方式及排序微旋流器的設(shè)計 194
第三節(jié)　顆粒排序?qū)ξ⑿髌鲀?nèi)流體流動的影響 201
一、計算數(shù)學模型 201
二、顆粒排序?qū)ξ⑿髌鲀?nèi)流體流動的影響 205
三、顆粒排序?qū)ξ⑿髌鲀?nèi)壓力場的影響 213
第四節(jié)　顆粒排序?qū)ξ⑿髌鲀?nèi)顆粒運動特性的影響 214
一、控制方程 214
二、邊界條件 216
三、模擬計算及討論 216
第五節(jié)　顆粒排序?qū)ξ⑿髌鞣蛛x性能的影響 227
一、實驗 227
二、顆粒排序?qū)ξ⑿髌鞑僮餍阅艿挠绊?228
三、顆粒排序?qū)ξ⑿髌鞣蛛x效率的影響 230
第六節(jié)　本章小結(jié) 234
參考文獻 235

第五章　液固分離雙分支流理論并聯(lián)放大 / 239
第一節(jié)　微旋流器并聯(lián)形式 239
第二節(jié)　直線型并聯(lián)分支流理論 240
一、基本分支模型 240
二、常用分支流計算方法 241
三、Wang模型 242
第三節(jié)　U-U型微旋流器并聯(lián)理論 245
一、模型假設(shè) 245
二、進口-底流數(shù)學模型 245
三、模型求解 249
四、實驗與理論對比 252
五、U-U型并聯(lián)設(shè)計準則 256
六、U-U型并聯(lián)300倍放大案例 262
第四節(jié)　Z-Z型微旋流器并聯(lián)理論 269
一、數(shù)學模型 270
二、方程求解 275
三、實驗與理論對比 280
四、Z-Z型并聯(lián)設(shè)計準則 283
第五節(jié)　U-Z型微旋流器并聯(lián)理論 292
一、解析解 292
二、實驗與理論對比 295
三、U-Z型并聯(lián)設(shè)計準則 295
第六節(jié)　U-U、Z-Z、U-Z三種并聯(lián)方式對比 298
一、理論模型的統(tǒng)一性分析 298
二、軸向速度分量的修正系數(shù) 299
三、實驗結(jié)果 299
四、理論解析解 299
第七節(jié)　微旋流器并聯(lián)應(yīng)用實例 300
一、甲醇制烯烴廢水液固分離微旋流器并聯(lián)設(shè)計 300
二、旋流釋碳器并聯(lián)設(shè)計 301
第八節(jié)　本章小節(jié) 303
參考文獻 304

第六章　過濾-旋流分離耦合（沸騰床分離）技術(shù) / 306
第一節(jié)　沸騰床分離概況 306
一、沸騰床分離技術(shù) 306
二、深層過濾技術(shù)概況 306
三、深層過濾濾料 307
四、過濾-旋流分離耦合 308
第二節(jié)　深層過濾理論 310
一、分離過程中的相互作用 310
二、分離理論模型 315
第三節(jié)　沸騰床動力學及結(jié)構(gòu)設(shè)計 325
一、沸騰床流化概述 325
二、沸騰床氣-液-固三相流動 327
三、沸騰床結(jié)構(gòu)設(shè)計 336
第四節(jié)　旋流再生器再生原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計 339
一、氣-液-固分離發(fā)展概況 339
二、旋流再生器分離過程分析 343
三、旋流過程中顆粒自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn) 352
四、旋流再生器結(jié)構(gòu)設(shè)計與驗證 355
第五節(jié)　過濾-旋流分離技術(shù)實驗研究 357
一、小試實驗 357
二、側(cè)線中試實驗 365
三、工業(yè)裝置應(yīng)用研究 366
第六節(jié)　本章小結(jié) 371
參考文獻 371

第七章　液固分離成套技術(shù)應(yīng)用 / 377
第一節(jié)　甲醇制烯烴反應(yīng)廢水處理技術(shù) 377
一、概述 377
二、液固微旋流器開發(fā) 386
三、工業(yè)應(yīng)用 392
四、問題及優(yōu)化 402
第二節(jié)　缺氧/好氧過程旋流強化技術(shù) 406
一、概述 406
二、旋流強化缺氧/好氧過程原理 408
三、工業(yè)應(yīng)用 418
第三節(jié)　沸騰床含高濃度無機顆粒物的有機廢液處理技術(shù) 426
一、概述 426
二、旋流自轉(zhuǎn)分離方法 428
三、工業(yè)示范試驗 436
四、工業(yè)應(yīng)用 444
參考文獻 449

索引 451