Colloidal Transport in Porous Media pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:Springer

作者:Frimmel, Fritz H. (EDT)/ Kammer, Frank Von Der (EDT)/ Flemming, Hans-Curt (EDT)

出品人:

頁數:291

译者:

出版時間:2007-05-29

價格:USD 149.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9783540713388

叢書系列:

圖書標籤:

• 膠體傳輸
• 多孔介質
• 流體動力學
• 環境科學
• 化學工程
• 土壤物理
• 水文地質
• 汙染物遷移
• 納米顆粒
• 錶麵化學

好的，這是一本關於“復雜流體在多孔介質中的輸運現象”的圖書簡介，旨在深入探討微觀結構如何影響宏觀輸運過程，同時避免提及您提到的具體書名《Colloidal Transport in Porous Media》。 --- 圖書名稱：多孔介質中的復雜流體輸運：從微觀機理到宏觀應用 圖書簡介 一、 概述與背景 本書緻力於係統、全麵地闡述復雜流體（如懸浮液、乳液、非牛頓流體等）在多孔介質內部傳輸過程中的基本物理化學原理、多尺度機理及其在工程實踐中的應用。多孔介質——廣泛存在於地下水文、石油開采、環境修復、生物醫學以及材料科學等領域——其結構復雜性與流體性質的非綫性，使得流體輸運問題成為一個極具挑戰性的交叉學科前沿。 傳統上，對牛頓流體在均勻介質中輸運的研究已經相當成熟，但當介質的孔隙結構呈現齣高度的異質性、連通性受限，且流體本身錶現齣剪切變稀、粘彈性或顆粒團聚等特性時，經典的達西定律和傅裏葉定律便不再適用。本書的視角聚焦於如何將微觀尺度的相互作用（如顆粒-錶麵相互作用、流體剪切效應、介孔內擴散限製）與介觀尺度的孔隙網絡結構有效地耦閤，從而預測和描述宏觀尺度的輸運速率和分離效率。 二、 內容結構與核心章節 本書內容組織嚴謹，邏輯清晰，分為四個主要部分，層層遞進： 第一部分：多孔介質與復雜流體基礎 本部分為後續深入分析奠定理論基礎。首先，詳細介紹瞭多孔介質的幾何特徵描述，包括孔隙度、比錶麵積、孔徑分布、連通性參數（如彎麯度、滲透率張量）的量化錶徵方法，側重於X射綫CT、核磁共振（NMR）成像技術在結構解析中的應用。 隨後，重點梳理瞭復雜流體的流變學特性。深入探討瞭非牛頓流體的本構方程，特彆是剪切變稀、脹剪增稠行為的物理成因。對於懸浮液係統，詳細分析瞭顆粒團聚、絮凝動力學，以及在強流場作用下的分散與重排機製。對於粘彈性流體，解析瞭應力鬆弛時間的概念及其對流動剖麵的影響。 第二部分：微觀機理與界麵效應 這是本書的核心理論部分，專注於解析影響輸運的關鍵微觀過程。 1. 顆粒-錶麵相互作用與附著/脫附動力學： 詳細闡述瞭DLVO理論在多孔介質環境下的修正應用，分析瞭範德華力、靜電斥力、以及電雙層相互作用如何決定顆粒在孔壁上的沉積和再懸浮閾值。通過分子動力學模擬和原子力顯微鏡（AFM）的實驗數據，量化瞭這些界麵力對宏觀截留率的影響。 2. 孔隙尺度的限製效應： 探討瞭當顆粒尺寸與孔隙喉道尺寸接近時（即“尺寸限製效應”），流體流動路徑的扭麯和局部剪切速率的極端變化如何導緻輸運速率的顯著下降。引入瞭“有效擴散係數”的概念，並解析瞭在不同孔隙度梯度下擴散係數的張量錶達。 3. 流體動力學與顆粒運動耦閤： 重點分析瞭斯托剋斯數對顆粒軌跡的影響。在低雷諾數下，討論瞭顆粒如何通過“影子效應”和流綫捕獲機製在復雜孔道中運動，並預測瞭顆粒在彎麯通道中的分離效率。 第三部分：宏觀模型構建與參數辨識 本部分緻力於將微觀機理提升到可用於工程預測的宏觀模型層麵。 1. 非經典滲透率模型： 針對非牛頓流體，提齣瞭修正的達西-布剋豪森（Darcy-Buckingham）方程，引入瞭流體特性參數（如屈服應力、塑性粘度）對有效滲透率的影響因子。針對粘彈性流體，探討瞭彈性恢復項在宏觀流動方程中的引入方式。 2. 顆粒輸運與沉降模型： 發展瞭基於隨機遊走的粒子追蹤模型（PCT）與連續介質模型（如Advection-Dispersion Equation, ADE）的耦閤框架。重點討論瞭如何利用孔隙網絡模型（PNM）生成具有統計學意義的介質結構，並在此基礎上模擬顆粒在多孔介質中的滯留、遷移和重新分布。 3. 錶徵性長度與尺度依賴性： 探討瞭在不同測量尺度下，所獲得的宏觀輸運參數的差異性。引入瞭“錶徵性體積單元”（Representative Elementary Volume, REV）的概念，並提齣瞭確定最優REV大小的統計判據。 第四部分：應用案例與前沿挑戰 本書最後部分將理論模型應用於實際工程問題，並展望瞭該領域未來的研究方嚮。 1. 環境修復與汙染物遷移： 分析瞭在地下水修復中，粘土層對有機汙染物或納米顆粒的吸附-解吸-輸運過程，特彆是高粘度或高濁度流體對修復效率的影響。 2. 油氣開采中的強化采收（EOR）： 重點討論瞭聚閤物驅和錶麵活性劑驅過程中，聚閤物溶液的剪切稀釋行為如何優化驅替前緣的推進，以及乳液在儲層中的穩定性和遷移特性。 3. 生物醫學工程： 探討瞭藥物載體（如微球或脂質體）在生物組織（視為多孔介質）中的定嚮輸運、灌注效率及體內分布模型的建立。 三、 目標讀者 本書適閤於流體力學、化學工程、土木工程、水資源管理、材料科學以及地球科學等領域的高年級本科生、研究生以及緻力於多孔介質輸運研究的科研人員和工程技術人員閱讀。它既是深入理解復雜輸運現象的專業參考書，也是進行前沿研究和工程設計的重要工具手冊。本書強調理論的嚴謹性與模型的實用性相結閤，力求提供一套完整的分析和解決復雜流體在多孔介質中輸運問題的工具箱。

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