液-固體系微粒表面沉積分散運移微觀動力學(xué)

內(nèi)容概要

　　《液-固體系微粒表面沉積分散運移微觀動力學(xué)》為叢書的第一卷，系統(tǒng)地描述了液-固體系微粒在固體表面以及在多孔介質(zhì)孔隙表面沉積、分散與運移的微觀動力學(xué)特征，是特種油藏物理法強化開采、物理—化學(xué)復(fù)合法強化開采的重要理論基礎(chǔ)之一。 　　《液－固體系微粒表面沉積分散運移微觀動力學(xué)》可供從事油氣田開發(fā)工程膠體界面化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、土壤科學(xué)、水土資源保護、環(huán)境工程、巖土工程、給排水工程、地質(zhì)災(zāi)害防治工程，以及醫(yī)藥、衛(wèi)生、生物分離、造紙、印刷、涂料、高分子材料等方面的科研工作者和工程技術(shù)人員參考，也可以作為相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域高年級大學(xué)生和研究生的參考教材。

作者簡介

蒲春生，男，教授，博士生導(dǎo)師，1959年3月生，1982年畢業(yè)于西安交通大學(xué)計算數(shù)學(xué)專業(yè)，1988年獲西安交通大學(xué)計算流體力學(xué)碩士學(xué)位，1992年獲西南石油學(xué)院油氣田開發(fā)工程博士學(xué)位，曾任西安石油學(xué)院石油工程學(xué)院院長，西安石油學(xué)院油氣田開發(fā)工程學(xué)科A崗帶頭人，中國石油天然氣總公司優(yōu)秀骨干中青年教師，西安石油學(xué)院學(xué)術(shù)委員會委員，西安石油學(xué)院職稱評定委員會委員，西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)兼職博士生導(dǎo)師，國際石油工程師學(xué)會會員，陜西省計算數(shù)學(xué)學(xué)會常務(wù)理事，陜西省力學(xué)會常務(wù)理事、科技部副部長。 專業(yè)領(lǐng)域：油氣田開發(fā)工程。主要從事油氣田開發(fā)工程中滲流與管流理論、數(shù)值模擬與工程決策技術(shù)、油氣田特種增產(chǎn)技術(shù)和油氣田開發(fā)清潔生產(chǎn)與環(huán)境污染控制方面的研究與技術(shù)開發(fā)。1998年以來，先后主持和參加完成國家“863”、“973”、陜西省、中國石油天然氣股份（集團）公司和石油企業(yè)科技攻關(guān)項目二十余項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文62篇，著作2部，獲省部級科技進步獎、教學(xué)成果獎和各種學(xué)術(shù)獎勵10項。目前承擔國家 “863計劃”、 “973計劃”、中國石油天然氣集團公司和石油企事業(yè)單位科研項目和產(chǎn)業(yè)化項目8項。

書籍目錄

第1章 液-固膠體體系的基本性質(zhì)1.1 分散體系與膠體分散體系1.2 膠體體系的分類1.3 液-固膠體體系的結(jié)構(gòu)特性1.4 液-固界面的潤濕性質(zhì)1.5 液-固界面接觸角的測定1.6 固體自溶液中吸附1.7 固體表面毛細管升高現(xiàn)象1.8 液-固膠體界面泡沫浮選1.9 沉降速度與Stokes公式1.10 潤濕功和鋪展系數(shù)第2章 液-固膠體體系表面電荷平衡理論及其數(shù)學(xué)模擬2.1 純凈氧化物液-固體系表面電荷平衡理論2.2 占優(yōu)結(jié)合固一液體系表面電荷平衡理論2.3 一般液-固體系表面電荷平衡理論與數(shù)學(xué)模型2.3.1 吸附定勢反應(yīng)2.3.2 復(fù)合反應(yīng)2.4 應(yīng)用實例2.4.1 礦物氧化物為純凈物質(zhì)2.4.2 簡單電解質(zhì)溶液第3章 液-固膠體體系表面陽離子交換理論研究3.1 工作液為z：z對稱型電解質(zhì)溶液3.1.1 無限半平面問題3.1. 兩平行平板問題3.2 工作液為M+A-，M2+A2-型電解質(zhì)溶液3.2.1 兩平板問題3.2.2 單一平板問題3.3 工作液為M+A-，M2+(B-)2型電解質(zhì)溶液3.3.1 單一無限平面問題3.3.2 兩平行平面3.4 工作液為M+A-，N2+B2-，O2+(C-)2型電解質(zhì)3.4.1 無限半平面問題3.4.2 兩平行平板3.5 一般體系中表面雙電層正負離子分布規(guī)律3.6 幾個問題的討論3.6.1 關(guān)于積分計算3.6.2 關(guān)于激化勢能的確定3.6.3 關(guān)于固相表面離子的優(yōu)先吸附第4章 液-固體系固相顆粒在表面沉積與分散微觀靜力學(xué)模型4.1 微粒沉積、分散與運移的力學(xué)平衡4.1.1 微粒沉積、分散與運移的力學(xué)平衡方程4.1.2 微粒分散、運移判定條件4.1.3 作用于微粒上的力和力矩4.1.4 運動微粒沉積、分散與位移的判定條件4.2 控制微粒沉積、分散與位移的主導(dǎo)力系4.2.1 微粒分散的主導(dǎo)力4.2.2 影響微粒運移規(guī)律的主導(dǎo)力第5章 固體表面非均質(zhì)性對顆粒表面作用勢能的影響5.1 膠體顆粒的形狀對范德華引力勢能的影響5.1.1 逐步遞推模型概述5.1.2 隨機模型的產(chǎn)生5.1.3 形狀因素5.1.4 范德華引力勢能的計算5.1.5 數(shù)據(jù)向量5.1.6 結(jié)果與討論5.2 不相同粗糙度的球形粒子之間的范德華力引力勢能5.2.1 數(shù)學(xué)模型概述5.2.2 粒子表面粗糙度的數(shù)字分析5.2.3 范德華引力勢能的計算5.2.4 有延遲性影響的情況5.2.5 結(jié)果與討論5.2.6 結(jié)論5.3 表面非光滑性導(dǎo)致的切應(yīng)力5.3.1 數(shù)學(xué)模型5.3.2 運算法則5.3.3 結(jié)果分析5.3.4 結(jié)論5.4 主要結(jié)論與討論第6章 液-固體系微粒在表面的沉積與分散微觀動力學(xué)模型6.1 拉格朗日方法6.1.1 慣性的影響6.1.2 臨界軌跡方法在蠕流中的應(yīng)用6.1.3 隨機動態(tài)模擬法6.2 歐拉方法6.2.1 慣性沉積6.2.2 對流擴散方程6.2.3 完全吸收模型6.2.4 非滲透邊界條件6.2.5 微粒的表面吸附模型6.3 微粒沉積、分散微觀動力學(xué)主要影響因素分析6.3.1 微粒、表面附著力老化與微粒從表面的分離6.3.2 表面阻礙效應(yīng)6.3.3 微粒在表面覆蓋過程的蒙特卡羅模擬方法6.3.4 膠體穩(wěn)定性對微粒沉積、分散的影響6.4 微粒沉積、分散微觀動力學(xué)實驗研究6.4.1 捕捉器表面附近水動力學(xué)條件6.4.2 作用于微粒上的外力和表面膠體力6.4.3 試驗方法6.5 主要實驗結(jié)果及其討論6.5.1 無能壘情況下的沉積規(guī)律6.5.2 存在能壘時微粒沉積規(guī)律6.5.3 捕捉表面微粒的分布規(guī)律6.5.4 膠體穩(wěn)定性對微粒沉積的影響6.6 研究發(fā)展趨勢展望第7章 液-固體系微粒在球型捕捉器表面沉積與分散微觀動力學(xué)模型的求解7.1 微粒沉積微觀動力學(xué)輸運方程7.2 線性等溫沉積7.2.1 有限體積沉積的一般解7.2.2 球形沉積器沉積模型的臨界解7.2.3 無限體積范圍內(nèi)的沉積7.2.4 平面表面沉積7.3 計算實例7.4 有限體積沉積的臨界解7.5 結(jié)論附錄7A附錄7B第8章 膠體微粒相互作用對微粒表面沉積的影響8.1 膠體微粒在部分隨機覆蓋非均勻表面沉積與分散微觀動力學(xué)理論模型8.1.1 模型的建立8.1.2 模擬算法8.1.3 模擬計算結(jié)果與分析8.2 膠體微粒在具有隨機吸附點的非均勻表面沉積與分散微觀動力學(xué)理論模型8.2.1 理論模型的建立8.2.2 理論模型的數(shù)學(xué)模擬8.3 膠體微粒在電性非均值表面沉積與分散微觀動力學(xué)模擬實驗8.3.1 聚苯乙烯膠體顆粒在流向平行非均質(zhì)表面沉積與分散顯微實驗8.3.2 聚苯乙烯膠體顆粒在流向垂直非均勻表面沉積與分散顯微實驗8.4 表面微粒簇的形成及其對微粒吸附的影響第9章 多孔介質(zhì)液-固體系微粒沉積分散運移微觀動力學(xué)理論模型9.1 微觀動力學(xué)隨機游走模型9.1.1 Monte Carlo方法9.1.2 顆粒在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的運動9.1.3 顆粒在毛細管內(nèi)的隨機沉降計算9.2 顆粒在多孔介質(zhì)內(nèi)的分形聚集9.2.1 問題的提出9.2.2 分形理論概念9.2.3 分形生長模型9.2.4 顆粒運移沉積分形模型9.3 隨機網(wǎng)絡(luò)等效介質(zhì)微觀動力學(xué)模型9.3.1 多孔介質(zhì)微觀滲流等效介質(zhì)理論9.3.2 微粒沉積規(guī)律的數(shù)學(xué)描述9.3.3 多孔介質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)動態(tài)變化數(shù)學(xué)模型第10章 液-固體系微觀動力學(xué)的工程應(yīng)用示例10.1 油氣田開采儲層多孔介質(zhì)中微粒的分散與運移微觀動力學(xué)機理10.1.1 儲層中黏土礦物微粒分散與運移微觀動力學(xué)機理10.1.2 儲層中非黏土礦物微粒分散與運移微觀動力學(xué)機理10.1.3 關(guān)于確定孔隙骨架表面定解條件的討論10.2 油氣藏開采儲層多孔介質(zhì)中微粒分散、運移微觀動力學(xué)特征數(shù)學(xué)模擬10.2.1 儲層多孔介質(zhì)微粒運移分散、堵塞一維問題的數(shù)學(xué)模擬10.2.2 儲層多孔介質(zhì)微粒分散、運移一維問題的數(shù)學(xué)模擬10.2.3 結(jié)論與討論10.3 污水深層過濾中固相顆粒沉積、分散、運移微觀動力學(xué)數(shù)學(xué)模擬10.3.1 液體深層過濾微觀動力學(xué)研究方法概述10.3.2 液體深層過濾毛細管束模型10.3.3 液體深層過濾球池模型10.3.4 液體深層過濾喉管束模型10.3.5 結(jié)論符號說明參考文獻

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