- 化学工业出版社
- 9787122270917
- 194479
- 2016-10
- TQ052.5
内容简介
微反应器是反应工程的研究前沿和热点方向之一，是实现生产过程安全、高效、绿色的重要途径。王林编著的《微反应器的设计与应用》以微反应器中化学反应与流动、传热、传质等传递过程的相互影响为主线，阐述了微反应器设计的基本方法，并结合典型应用案例介绍了微反应器设计与操作的基本流程。
全书共分7章，第1章以“三传一反”为特征介绍微流体的移动现象；第2章介绍了微混合器的设计方法和两种典型微混合器的设计步骤，同时结合微流控芯片技术介绍了微混合器的应用领域；第3章～第6章分别讲述了液液均相反应、液液异相反应、微粒制备和催化微反应器中传热、传质对反应速率和选择性的影响，以及各类微反应器结构和尺寸设计对反应进程的影响，进而归纳出各类微反应器设计的一般原则和设计流程；第7章介绍了微反应器系统的设计方法，对设计过程中检测元件选择和确定控制系统结构作了详细描述。
本书可供从事工业反应工程设计、开发、运行的工程技术人员参考，也可作为入门参考书供从事化学工程、生物医学工程或相关领域的科研人员使用。
全书共分7章，第1章以“三传一反”为特征介绍微流体的移动现象；第2章介绍了微混合器的设计方法和两种典型微混合器的设计步骤，同时结合微流控芯片技术介绍了微混合器的应用领域；第3章～第6章分别讲述了液液均相反应、液液异相反应、微粒制备和催化微反应器中传热、传质对反应速率和选择性的影响，以及各类微反应器结构和尺寸设计对反应进程的影响，进而归纳出各类微反应器设计的一般原则和设计流程；第7章介绍了微反应器系统的设计方法，对设计过程中检测元件选择和确定控制系统结构作了详细描述。
本书可供从事工业反应工程设计、开发、运行的工程技术人员参考，也可作为入门参考书供从事化学工程、生物医学工程或相关领域的科研人员使用。
目录
第1章 微流体的移动现象
1.1 基础知识
1.1.1 无量纲数及相似准则
1.1.2 量纲分析方法
1.1.3 尺度效应
1.2 微流体的流动
1.2.1 微通道内流体的速度分布
1.2.2 微通道的压损
1.2.3 微通道特有的流动现象
1.3 微流体的传热
1.3.1 微通道内流体的温度分布
1.3.2 微通道内热交换过程
1.3.3 微通道内增强传热效果的方法
1.4 微流体的传质
1.4.1 通量和费克定理
1.4.2 扩散方程式
1.4.3 气液、液液界面之间的传质过程
参考文献
第2章 微流体的混合
2.1 宏观混合与微观混合
2.1.1 微观混合对化学反应的影响
2.1.2 预混合对化学反应的影响
2.2 混合操作
2.2.1 搅拌操作
2.2.2 微混合
2.2.3 微混合器的分类
2.3 基于微团尺度的微混合器设计
2.3.1 微团尺度
2.3.2 微混合器的设计过程
2.4 T形微混合器的设计
2.4.1 T形微混合器的简化模型
2.4.2 T形微混合器的优化设计
2.4.3 设计案例分析
2.5 Y形微混合器的设计
2.5.1 混合性能评价方法
2.5.2 Y形微混合器结构参数设计
2.5.3 Y形微混合器混合效果的强化设计
2.6 微混合器的应用与实践
2.6.1 基于微流控芯片的免疫凝集检测技术的应用
2.6.2 气动微阀在DNA杂交反应中的应用
参考文献
第3章 微反应器的设计与应用
3.1 微反应器的特点
3.1.1 层流特性
3.1.2 比表面积特性
3.1.3 微反应器适合反应类型的特征
3.1.4 微反应器的利用局限
3.2 常规反应器的设计
3.2.1 反应器设计基础
3.2.2 反应器设计的基本衡算式
3.2.3 管道式平推流反应器的设计
3.3 微反应器的设计
3.3.1 微反应器的混合性能
3.3.2 微反应器的设计思想
3.3.3 微反应器的设计方法
3.4 非等温微反应器的设计
3.5 微反应器的应用
3.5.1 微反应器中常用的流体驱动技术
3.5.2 适合微反应器的均相化学反应
参考文献
第4章 微通道中的液液异相系操作
4.1 乳化液滴的制备
4.1.1 液滴直径分布的支配因素分析
4.1.2 微通道设计
4.1.3 微液滴的应用
4.2 微萃取
4.2.1 微萃取系统的结构和评价指标
4.2.2 萃取通道内微结构的设计
4.3 相转移反应
4.3.1 微反应器通道宽度和流速对流型的影响
4.3.2 微反应器通道结构的优化设计
4.4 基于弹状流分析的微反应器设计
4.4.1 混合前反应物配置方式对混合速率的影响
4.4.2 弹状流截面形状对混合速率的影响
4.4.3 弹状流直径和长度对混合速率的影响
4.4.4 混合速率与无量纲数Peclet数的关系
参考文献
第5章 微反应器在微粒制备中的应用
5.1 微粒的形成机理
5.1.1 超溶解度曲线与成核过程
5.1.2 微粒生长过程
5.1.3 LaMer图
5.2 扩散混合型微反应器的设计(Ⅰ)
5.2.1 成核区域的计算
5.2.2 影响成核区域的要素分析
5.3 扩散混合型微反应器的设计(Ⅱ)
5.3.1 微反应器的结构和特征
5.3.2 微粒生成的机理分析
5.3.3 微反应器操作条件对微粒直径和分布的影响
5.3.4 微反应器结构参数对微粒直径和分布的影响
5.4 微反应器在纳米颗粒制备中的应用
5.4.1 实验设计及相关理论
5.4.2 实验结果分析及实验改进
5.4.3 微波辐射在纳米颗粒制备中的应用
参考文献
第6章 催化反应在微反应器中的设计与实现
6.1 催化反应的机理
6.2 液固相催化反应在微反应器中的应用——反应器设计
6.2.1 微反应器中催化剂的放置
6.2.2 微反应器类型对催化反应进程的影响
6.2.3 微反应器尺寸对催化反应结果的影响
6.3 液固相催化反应在微反应器中的应用——优化操作
6.3.1 流段配置方式对不可逆平行反应的影响
6.3.2 流段配置方式对可逆平行反应的影响
6.3.3 流段配置方式对串联平行反应的影响
6.4 气固相催化反应在微反应器中的应用——催化剂
6.4.1 微型反应器中催化剂非均匀分布对制氢过程的影响
6.4.2 催化涂层种类分布对制氢过程的影响
6.5 气固相催化反应在微反应器中的应用
6.5.1 基于无量纲参数的微反应器设计
6.5.2 费托合成催化微反应器的应用
参考文献
第7章 微反应器系统的设计
7.1 系统设计的基本流程
7.2 微反应器的形状优化设计
7.2.1 最优压损条件下的微反应器形状设计
7.2.2 流量一致性条件下的微反应器形状设计
7.2.3 考虑温度分布的微反应器形状设计
7.3 微反应器系统的控制
7.3.1 全流量控制和差压控制
7.3.2 差压控制的不同模式
7.4 一个典型微反应器系统的设计
7.4.1 Andrussov过程合成HCN的工艺开发试验
7.4.2 Andrussov过程的开发研究
7.4.3 Andrussov过程的概念设计
7.5 微反应器系统的产业化
参考文献
1.1 基础知识
1.1.1 无量纲数及相似准则
1.1.2 量纲分析方法
1.1.3 尺度效应
1.2 微流体的流动
1.2.1 微通道内流体的速度分布
1.2.2 微通道的压损
1.2.3 微通道特有的流动现象
1.3 微流体的传热
1.3.1 微通道内流体的温度分布
1.3.2 微通道内热交换过程
1.3.3 微通道内增强传热效果的方法
1.4 微流体的传质
1.4.1 通量和费克定理
1.4.2 扩散方程式
1.4.3 气液、液液界面之间的传质过程
参考文献
第2章 微流体的混合
2.1 宏观混合与微观混合
2.1.1 微观混合对化学反应的影响
2.1.2 预混合对化学反应的影响
2.2 混合操作
2.2.1 搅拌操作
2.2.2 微混合
2.2.3 微混合器的分类
2.3 基于微团尺度的微混合器设计
2.3.1 微团尺度
2.3.2 微混合器的设计过程
2.4 T形微混合器的设计
2.4.1 T形微混合器的简化模型
2.4.2 T形微混合器的优化设计
2.4.3 设计案例分析
2.5 Y形微混合器的设计
2.5.1 混合性能评价方法
2.5.2 Y形微混合器结构参数设计
2.5.3 Y形微混合器混合效果的强化设计
2.6 微混合器的应用与实践
2.6.1 基于微流控芯片的免疫凝集检测技术的应用
2.6.2 气动微阀在DNA杂交反应中的应用
参考文献
第3章 微反应器的设计与应用
3.1 微反应器的特点
3.1.1 层流特性
3.1.2 比表面积特性
3.1.3 微反应器适合反应类型的特征
3.1.4 微反应器的利用局限
3.2 常规反应器的设计
3.2.1 反应器设计基础
3.2.2 反应器设计的基本衡算式
3.2.3 管道式平推流反应器的设计
3.3 微反应器的设计
3.3.1 微反应器的混合性能
3.3.2 微反应器的设计思想
3.3.3 微反应器的设计方法
3.4 非等温微反应器的设计
3.5 微反应器的应用
3.5.1 微反应器中常用的流体驱动技术
3.5.2 适合微反应器的均相化学反应
参考文献
第4章 微通道中的液液异相系操作
4.1 乳化液滴的制备
4.1.1 液滴直径分布的支配因素分析
4.1.2 微通道设计
4.1.3 微液滴的应用
4.2 微萃取
4.2.1 微萃取系统的结构和评价指标
4.2.2 萃取通道内微结构的设计
4.3 相转移反应
4.3.1 微反应器通道宽度和流速对流型的影响
4.3.2 微反应器通道结构的优化设计
4.4 基于弹状流分析的微反应器设计
4.4.1 混合前反应物配置方式对混合速率的影响
4.4.2 弹状流截面形状对混合速率的影响
4.4.3 弹状流直径和长度对混合速率的影响
4.4.4 混合速率与无量纲数Peclet数的关系
参考文献
第5章 微反应器在微粒制备中的应用
5.1 微粒的形成机理
5.1.1 超溶解度曲线与成核过程
5.1.2 微粒生长过程
5.1.3 LaMer图
5.2 扩散混合型微反应器的设计(Ⅰ)
5.2.1 成核区域的计算
5.2.2 影响成核区域的要素分析
5.3 扩散混合型微反应器的设计(Ⅱ)
5.3.1 微反应器的结构和特征
5.3.2 微粒生成的机理分析
5.3.3 微反应器操作条件对微粒直径和分布的影响
5.3.4 微反应器结构参数对微粒直径和分布的影响
5.4 微反应器在纳米颗粒制备中的应用
5.4.1 实验设计及相关理论
5.4.2 实验结果分析及实验改进
5.4.3 微波辐射在纳米颗粒制备中的应用
参考文献
第6章 催化反应在微反应器中的设计与实现
6.1 催化反应的机理
6.2 液固相催化反应在微反应器中的应用——反应器设计
6.2.1 微反应器中催化剂的放置
6.2.2 微反应器类型对催化反应进程的影响
6.2.3 微反应器尺寸对催化反应结果的影响
6.3 液固相催化反应在微反应器中的应用——优化操作
6.3.1 流段配置方式对不可逆平行反应的影响
6.3.2 流段配置方式对可逆平行反应的影响
6.3.3 流段配置方式对串联平行反应的影响
6.4 气固相催化反应在微反应器中的应用——催化剂
6.4.1 微型反应器中催化剂非均匀分布对制氢过程的影响
6.4.2 催化涂层种类分布对制氢过程的影响
6.5 气固相催化反应在微反应器中的应用
6.5.1 基于无量纲参数的微反应器设计
6.5.2 费托合成催化微反应器的应用
参考文献
第7章 微反应器系统的设计
7.1 系统设计的基本流程
7.2 微反应器的形状优化设计
7.2.1 最优压损条件下的微反应器形状设计
7.2.2 流量一致性条件下的微反应器形状设计
7.2.3 考虑温度分布的微反应器形状设计
7.3 微反应器系统的控制
7.3.1 全流量控制和差压控制
7.3.2 差压控制的不同模式
7.4 一个典型微反应器系统的设计
7.4.1 Andrussov过程合成HCN的工艺开发试验
7.4.2 Andrussov过程的开发研究
7.4.3 Andrussov过程的概念设计
7.5 微反应器系统的产业化
参考文献
