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| 編輯推薦： |
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液滴在电场中会呈现出定向运动、变形、振荡、聚结、破碎、分散等行为特性，研究液滴的这些行为特性对于人们深入了解电场力对液滴运动的影响规律、静电场和流场的偶合规律等有重要的学术意义。更为重要的是，利用液滴在电场中的这些特性，可在不同的工程场合应用以达到不同的工业需求，如在雾化燃烧、药物喷洒、工业喷涂、微小胶囊制备、纳米薄膜材料制备等领域会用到静电雾化技术。本书围绕静电雾化、电破乳等工程应用领域，全面介绍了电场作用下液滴的运动、变形、破碎、聚结等动力学特性及其相关应用。以对行业内的人员提供有益的参考。
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| 內容簡介： |
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本书内容紧密围绕静电雾化、电破乳等工程应用领域，较为系统地介绍了电场作用下液滴的运动、变形、破碎、聚结等动力学特性及其相关应用。介绍了包括电场作用下液滴动力学特性的研究意义、电场作用下单个液滴动力学特性、静电雾化过程中的液滴动力学特性及应用、双毛细管静电雾化中液滴动力学特性、电场作用下油中水滴的聚结特性及应用等内容。本书大部分内容为作者及所指导的研究生近10年来在电流体力学、静电雾化技术、电破乳技术方面的阶段性研究工作的成果总结，书中也包含了其他一些研究者在该领域的一些新的研究成果。本书不仅可供化学工程、农业工程、能源工程、微机电领域的工程技术人员以及从事电雾化、电破乳、微机电系统设计的工程技术人员和管理人员参考，还可供高等学校化学工程、能源工程、机电工程等相关专业的师生参考。
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| 關於作者： |
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张军，集美大学机械与能源工程学院，福建省能源清洁利用与开发重点实验室副主任，副教授，长期从事动力工程及工程热物理方面的教学及科研工作。主要研究方向为多相流体流动、流体电雾化技术、海洋工程水动力学等。主持完成福建省重点、福建省自然科学基金、教育部留学回国人员启动基金及企业横向项目20余项，发表研究论文近90篇，其中SCI收录5篇、EI收录30余篇，合作出版专著1部，授权发明专利2项。书稿内容为作者近10年来的主要研究方向，是作者10年来在该方向上的研究工作的系统总结。
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| 目錄：
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第1章 绪论
1.1 电场作用下液滴动力学特性的研究意义／1
1.1.1 静电雾化／1
1.1.2 电破乳及电分散／2
1.1.3 微流控技术／3
1.2 电场作用下液滴动力学特性的研究进展／3
1.2.1 静电雾化中荷电液滴的动力学特性／3
1.2.2 电场作用下液?液系统中离散液滴的动力学特性的基础研究／6
1.2.3 与液滴动力学特性有关的电破乳应用研究／7
1.3 本书的主要内容／8
1.3.1 电场中单液滴的动力学特性研究／8
1.3.2 静电雾化过程中荷电液滴群的运动特性／8
1.3.3 双毛细管静电雾化中液滴运动特性／9
1.3.4 电场中液滴的聚结特性／9
1.4 静电的性质／9
1.4.1 电荷、点电荷与库仑定律／9
1.4.2 静电场与电场强度／10
1.4.3 电位和电位差／11
1.4.4 高斯定理／11
1.4.5 电偶极子／12
1.4.6 电荷分布与电荷密度／14
1.4.7 导体和电介质／14
1.4.8 静电容量／15
1.4.9 静电场的能量／16
1.4.10 物体带电方式／16
参考文献／17
第2章 电场作用下单个液滴动力学特性
2.1 电场中单液滴运动特性／21
2.1.1 单液滴受力分析／21
2.1.2 液滴所受静电力与其他力的比较／26
2.1.3 电场中单液滴运动／26
2.2 电场中球形电介质液滴的场强分布及极化电荷分布／28
2.3 液滴在电场中的变形特性／32
2.3.1 液滴变形理论分析／32
2.3.2 电场作用下油中水滴变形的实验研究／35
2.3.3 均匀电场中液滴变形的耗散粒子动力学模拟／39
参考文献／48
第3章 静电雾化过程中液滴动力学特性及应用
3.1 静电雾化原理／51
3.2 人工神经网络在液滴平均滴径预测中的应用／53
3.2.1 实验配置／54
3.2.2 液滴直径预测方法／54
3.2.3 预测结果及分析／57
3.2.4 结论／57
3.3 静电雾化中不同雾化空间液滴带电量的实验测试／58
3.3.1 实验配置及测试方法／58
3.3.2 实验结果及分析／60
3.3.3 结论／62
3.4 静电雾化过程中液滴的尺寸及电荷密度联合分布模拟／62
3.4.1 模型建立／63
3.4.2 数值计算方法／66
3.4.3 预测结果分析／67
3.4.4 结论／70
3.5 静电雾化中荷电液滴的运动模拟／71
3.5.1 理论模型／71
3.5.2 计算过程说明／76
3.5.3 模拟结果分析／79
3.6 液液静电雾化过程中液滴运动特性／87
3.6.1 理论模型／88
3.6.2 实验测试／90
3.6.3 模拟过程／93
3.6.4 模拟结果分析／95
3.6.5 结论／99
3.7 采用高压静电雾化法制备油水乳化液的实验研究／100
3.7.1 实验配置／100
3.7.2 实验结果及分析／101
3.7.3 结论／108
参考文献／109
第4章 双毛细管静电雾化中液滴动力学特性
4.1 双毛细管及多毛细管静电雾化简介／113
4.2 相位多普勒测试技术简介／115
4.2.1 SCD-23二维激光相位多普勒粒径测速仪主要技术指标／115
4.2.2 测试原理及系统组成／116
4.3 双毛细管静电雾化的实验研究／120
4.3.1 双毛细管雾化模式／120
4.3.2 双毛细管雾化中液滴速度及尺寸的实验研究／123
4.3.3 液滴沉积特性的实验测试／126
4.4 双毛细管静电雾化过程中液滴运动模拟／128
4.4.1 理论模型／129
4.4.2 计算过程说明／132
4.4.3 计算结果分析／134
4.5 结论／141
参考文献／142
第5章 电场作用下油中水滴的聚结特性及应用
5.1 液滴电聚结原理／145
5.2 油水系统中两个临近液滴的聚结特性／147
5.2.1 两个相邻液滴聚结过程的实验研究／147
5.2.2 两相邻液滴聚结过程理论模拟／151
5.2.3 结论／157
5.3 油水系统中荷电离散液滴运动特性／158
5.3.1 不考虑液滴运动中因聚结而引起的液滴尺寸的变化／158
5.3.2 考虑液滴运动中因聚结而引起的液滴尺寸的变化／168
5.3.3 结论／177
参考文献／179
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| 內容試閱：
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液滴在电场中会呈现出定向运动、变形、振荡、聚结、破碎、分散等行为特性，研究液滴的这些行为特性，对于人们深入了解电场力对液滴运动的影响规律、静电场和流场的耦合规律等有重要的学术意义。同时，利用液滴在电场中的这些特性，可在不同的工程场合应用以达到不同的工业需求。如静电雾化技术可用于工业喷涂、材料制备、燃油雾化燃烧、药物喷洒等；液滴的电分散特性可用于微颗粒的制备；液滴的电聚结特性可用于乳化液的破乳及油水分离等。此外，在生物检测、有机合成的微反应器中，利用外加电场来控制液滴的分裂，可实现样品和反应产物的高效分离。因此，研究液滴在电场中的动力学特性也具有较为广阔的应用前景。液滴在电场中的行为特性属于电流体力学的研究范畴，电流体力学是随着流体力学及电动力学发展而出现的新兴交叉学科，是研究电场作用下流体介质的流体动力学问题的学科。近几十年来，随着其他学科的发展，电流体力学也得到飞速发展，近年来能看到大量有关电流体力学的基础研究及在各方面应用的研究文献，电流体力学已在化工、医药、航天、微机电等许多工程领域得到了广泛应用。但是，目前涉及电流体力学的基本理论、研究成果的研究著作或书籍并不多见。2010年，江苏大学罗惕乾教授等的著作《荷电多相流理论及应用》一书出版，作者也有幸参与了其中一章的撰写。该书属于国内较早涉及电流体力学方面的著作，对于促进电流体力学的应用及发展具有非常积极的意义。但该书主要内容侧重于静电雾化或静电喷粉中荷电两相流理论及应用，而对于液滴在电场中的动力学特性较少涉及。基于此，作者将本人及所指导研究生在近10年来的有关液滴在电场中的动力学特性领域的研究成果进行了较为系统的整理，并少部分融入了其他学者的一些研究成果，撰写了本书，希望能够对促进电流体力学的进一步发展起到抛砖引玉的作用。
本书主要内容包括电场作用下单个液滴动力学特性、静电雾化过程中的液滴动力学特性及应用、双毛细管静电雾化中液滴动力学特性及电场作用下油中水滴的聚结特性及应用等。本书可供化学工程、农业工程、能源工程、微机电领域的工程技术人员及从事电雾化、电破乳、微机电系统设计的工程技术人员和管理人员参考，也可作为化学工程、食品工程、能源工程、机电工程等相关专业的研究生及高年级本科生的专业课程及选修课程教材。
本书的一些研究成果得到了福建省科技计划项目（2017H0024）、福建省自然科学基金（D0810021，2009J01261）、福建省教育厅科研项目（JK2012027）及教育部留学回国人员科研启动基金（教外司留［2008］890 号）等项目的资助。作者对各级政府部门的科研资助表示衷心的感谢！作者也要感谢作者所指导的硕士研究生黄冠星、龚翔等，一些研究成果是和他们协作获得的。
由于作者水平有限，加之电场中液滴动力学特性的复杂性，书中观点和结论可能有不妥之处，敬请广大读者批评指正。
著者
2018年7月于集美大学
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