Porous and Complex Flow Structures in Modern Technologies

سازه‌های جریان متخلخل و پیچیده در فناوری‌های مدرن، با در نظر گرفتن مبانی رسانه‌های متخلخل از نظر نقش‌های کلیدی که این مواد در فناوری مدرن ایفا می‌کنند، رویکرد جدیدی را در این زمینه نشان می‌دهد. این کتاب که به عنوان متنی برای دانشجویان پیشرفته و به عنوان مرجعی برای مهندسان شاغل در نظر گرفته شده است، از فیزیک جریانات در مواد متخلخل استفاده می کند تا طیف گسترده ای از موضوعات مهم را در زمینه هایی مانند مهندسی زیست پزشکی، تبدیل انرژی، مهندسی عمران، الکترونیک، شیمی به هم پیوند دهد. مهندسی و مهندسی محیط زیست

به عنوان مثال، جریان از طریق زمین متخلخل نقش اساسی در اکتشاف و بازیافت انرژی (نفت، سیالات زمین گرمایی)، تبدیل انرژی (پساب های پالایشگاه ها و نیروگاه ها) و محیط زیست دارد. مهندسی (شیرابه از مخازن زباله). به طور مشابه، تقاضاهای کوچک سازی در الکترونیک و کاربردهای زیست پزشکی، تحقیقات را در مورد جریان گرما و سیالات از طریق رسانه های متخلخل در مقیاس کوچک (مبدل های حرارتی، فیلترها، مبدل های گاز) هدایت می کند. فیلترها، مبدل‌های کاتالیزوری، خشک‌کردن دانه‌های ذخیره‌شده و هزاران کاربرد دیگر شامل جریان‌هایی از طریق محیط‌های متخلخل است.

یکی دیگر از ویژگی‌های جدید، رویکرد «ساخت‌کننده» برای تولید ساختارهای جریان برای حداکثر عملکرد جهانی (به عنوان مثال حداکثر چگالی انتقال حرارت) در مقیاس های طولی کاهشی. در این راستا، سازه‌های بهینه‌سازی شده به «رسانه‌های متخلخل طراحی‌شده» تبدیل می‌شوند.

با ارائه یک چارچوب نظری یکپارچه که نه تنها محیط‌های همگن و همسانگرد سنتی را در بر می‌گیرد، بلکه ساختارهای درشتی را نیز در بر می‌گیرد. مفروضات حجم های عنصری معرف یا تعادل حرارتی جهانی شکست می خورند، این کتاب ابزارهای مورد نیاز مهندسان شاغل را برای تجزیه و تحلیل موقعیت های پیچیده ای که در عمل به وجود می آید ارائه می دهد. این جلد شامل مثال‌ها، تعداد زیادی از مراجع فعلی و واژه‌نامه گسترده نمادها است.

Porous and Complex Flow Structures in Modern Technologies represents a new approach to the field, considering the fundamentals of porous media in terms of the key roles played by these materials in modern technology. Intended as a text for advanced undergraduates and as a reference for practicing engineers, the book uses the physics of flows in porous materials to tie together a wide variety of important issues from such fields as biomedical engineering, energy conversion, civil engineering, electronics, chemical engineering, and environmental engineering.

For example, flows through porous ground play a central role in energy exploration and recovery (oil, geothermal fluids), energy conversion (effluents from refineries and power plants), and environmental engineering (leachates from waste repositories). Similarly, the demands of miniaturization in electronics and in biomedical applications are driving research into the flow of heat and fluids through small-scale porous media (heat exchangers, filters, gas exchangers). Filters, catalytic converters, the drying of stored grains, and a myriad of other applications involve flows through porous media.

Another new feature is the ‘constructal’ approach to the generation of flow structures for maximal global performance (e.g. maximal heat transfer density) at decreasing length scales. In this direction, the optimized structures become ‘designed porous media’.

By providing a unified theoretical framework that includes not only the traditional homogeneous and isotropic media but also coarse structures in which the assumptions of representative elemental volumes or global thermal equilibrium fail, the book provides practicing engineers the tools they need to analyze complex situations that arise in practice. This volume includes examples, a large number of current references and an extensive glossary of symbols.