內容簡介

本書內容緊密圍繞靜電霧化、電破乳等工程應用領域，較為系統地介紹了電場作用下液滴的運動、變形、破碎、聚結等動力學特性及其相關應用。介紹了包括電場作用下液滴動力學特性的研究意義、電場作用下單個液滴動力學特性、靜電霧化過程中的液滴動力學特性及應用、雙毛細管靜電霧化中液滴動力學特性、電場作用下油中水滴的聚結特性及應用等內容。

本書大部分內容為作者及所指導的研究生近10年來在電流體力學、靜電霧化技術、電破乳技術方面的階段性研究工作的成果總結，書中也包含了其他一些研究者在該領域的一些新的研究成果。

本書不僅可供化學工程、農業工程、能源工程、微機電領域的工程技術人員以及從事電霧化、電破乳、微機電系統設計的工程技術人員和管理人員參考，還可供高等學校化學工程、能源工程、機電工程等相關專業的師生參考。

作者介紹

張軍，集美大學機械與能源工程學院，福建省能源清潔利用與開發重點實驗室副主任，副教授，長期從事動力工程及工程熱物理方面的教學及科研工作。主要研究方向為多相流體流動、流體電霧化技術、海洋工程水動力學等。主持完成福建省重點、福建省自然科學基金、教育部留學回國人員啟動基金及企業橫向專案20餘項，發表研究論文近90篇，其中SCI收錄5篇、EI收錄30餘篇，合作出版專著1部，授權發明專利2項。

書稿內容為作者近10年來的主要研究方向，是作者10年來在該方向上的研究工作的系統總結。

第1章　緒論
1.1　電場作用下液滴動力學特性的研究意義／1
1.1.1　靜電霧化／1
1.1.2　電破乳及電分散／2
1.1.3　微流控技術／3
1.2　電場作用下液滴動力學特性的研究進展／3
1.2.1　靜電霧化中荷電液滴的動力學特性／3
1.2.2　電場作用下液?液系統中離散液滴的動力學特性的基礎研究／6
1.2.3　與液滴動力學特性有關的電破乳應用研究／7
1.3　本書的主要內容／8
1.3.1　電場中單液滴的動力學特性研究／8
1.3.2　靜電霧化過程中荷電液滴群的運動特性／8
1.3.3　雙毛細管靜電霧化中液滴運動特性／9
1.3.4　電場中液滴的聚結特性／9
1.4　靜電的性質／9
1.4.1　電荷、點電荷與庫侖定律／9
1.4.2　靜電場與電場強度／10
1.4.3　電位和電位差／11
1.4.4　高斯定理／11
1.4.5　電偶極子／12
1.4.6　電荷分佈與電荷密度／14
1.4.7　導體和電介質／14
1.4.8　靜電容量／15
1.4.9　靜電場的能量／16
1.4.10　物體帶電方式／16
參考文獻／17

第2章　電場作用下單個液滴動力學特性
2.1　電場中單液滴運動特性／21
2.1.1　單液滴受力分析／21
2.1.2　液滴所受靜電力與其他力的比較／26
2.1.3　電場中單液滴運動／26
2.2　電場中球形電介質液滴的場強分佈及極化電荷分佈／28
2.3　液滴在電場中的變形特性／32
2.3.1　液滴變形理論分析／32
2.3.2　電場作用下油中水滴變形的實驗研究／35
2.3.3　均勻電場中液滴變形的耗散粒子動力學模擬／39
參考文獻／48

第3章　靜電霧化過程中液滴動力學特性及應用
3.1　靜電霧化原理／51
3.2　人工神經網路在液滴平均滴徑預測中的應用／53
3.2.1　實驗配置／54
3.2.2　液滴直徑預測方法／54
3.2.3　預測結果及分析／57
3.2.4　結論／57
3.3　靜電霧化中不同霧化空間液滴帶電量的實驗測試／58
3.3.1　實驗配置及測試方法／58
3.3.2　實驗結果及分析／60
3.3.3　結論／62
3.4　靜電霧化過程中液滴的尺寸及電荷密度聯合分佈類比／62
3.4.1　模型建立／63
3.4.2　數值計算方法／66
3.4.3　預測結果分析／67
3.4.4　結論／70
3.5　靜電霧化中荷電液滴的運動模擬／71
3.5.1　理論模型／71
3.5.2　計算過程說明／76
3.5.3　模擬結果分析／79
3.6　液液靜電霧化過程中液滴運動特性／87
3.6.1　理論模型／88
3.6.2　實驗測試／90
3.6.3　模擬過程／93
3.6.4　模擬結果分析／95
3.6.5　結論／99
3.7　採用高壓靜電霧化法製備油水乳化液的實驗研究／100
3.7.1　實驗配置／100
3.7.2　實驗結果及分析／101
3.7.3　結論／108
參考文獻／109

第4章　雙毛細管靜電霧化中液滴動力學特性
4.1　雙毛細管及多毛細管靜電霧化簡介／113
4.2　相位多普勒測試技術簡介／115
4.2.1　SCD-23二維鐳射相位多普勒粒徑測速儀主要技術指標／115
4.2.2　測試原理及系統組成／116
4.3　雙毛細管靜電霧化的實驗研究／120
4.3.1　雙毛細管霧化模式／120
4.3.2　雙毛細管霧化中液滴速度及尺寸的實驗研究／123
4.3.3　液滴沉積特性的實驗測試／126
4.4　雙毛細管靜電霧化過程中液滴運動模擬／128
4.4.1　理論模型／129
4.4.2　計算過程說明／132
4.4.3　計算結果分析／134
4.5　結論／141
參考文獻／142

第5章　電場作用下油中水滴的聚結特性及應用
5.1　液滴電聚結原理／145
5.2　油水系統中兩個臨近液滴的聚結特性／147
5.2.1　兩個相鄰液滴聚結過程的實驗研究／147
5.2.2　兩相鄰液滴聚結過程理論模擬／151
5.2.3　結論／157
5.3　油水系統中荷電離散液滴運動特性／158
5.3.1　不考慮液滴運動中因聚結而引起的液滴尺寸的變化／158
5.3.2　考慮液滴運動中因聚結而引起的液滴尺寸的變化／168
5.3.3　結論／177
參考文獻／179

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