物理－化学流体动力学

研究与流体流动对化学转化或物理转化的影响以及物理、化学因素对流体流动的影响等有关问题的学科。该名称和定义是由В.Г.列维奇于1952年在其所著《物理－化学流体动力学》一书的初版中首先提出的。这一定义虽不很严格，但物理-化学流体动力学这一名词已渐被人们接受，特别是自从1979年《物理-化学流体动力学》期刊创刊以来，学科发展迅速，日益成形。近年来每两年举行一次国际物理－化学流体动力学会议，第五届会议在1984年12月举行。

研究对象  一般是在有限空间内的、除压差外还常涉及其他的物理推动力(如浓度差、温度差、表面张力和电场力等)或化学推动力的流动体系。这些流体在本质上有牛顿型流体和非牛顿型流体；在组成上有小分子、高分子、离子、游离基；在混合态上有微观流体和宏观流体；在表面形态上有气泡、液滴、固体颗粒悬浮体、乳浊液、射流、毛细流以及各种多相流(如气-液二相流、气-固二相流、液-液二相流、 液-固二相流及气-液-固三相流)等;在流动模式上有理想流动和各种非理想流动；流体在流动过程中可能伴随有热交换和质量交换或化学反应。这些就构成了物理－化学流体动力学研究对象的广泛性和复杂性，也就是本学科与传统的流体力学不同之处。

研究内容  物理－化学流体动力学正在迅速发展之中，它的体系和范畴尚未最后定型，但从国际物理-化学流体动力学历届会议和专门期刊对文章的分类来看，物理-化学流体动力学研究内容可作如下分类：

①分散体系的流动 包括气泡、液滴在另一连续介质中的运动，气泡和液滴的破裂和聚并，固体粒子流态化，乳浊液与悬浮液的流动和稳定性，等等。

②界面和毛细流动 包括液体薄膜的流动，表面波，射流和雾化，毛细流动，微孔中的扩散，渗流和渗析，等等。

③流动体系中的热传递和质传递 包括鼓泡层和悬浮液中的相间传质，液滴在气流中的蒸发，固体粒子流态化或气流输送中的热传递和质传递，气-液-固三相悬浮系或三相流化床中的热传递和质传递，等等。

④有化学反应的流动 包括均相和非均相燃烧，微观混合和宏观混合，返混和流动模式分析，示踪技术和停留时间分布，固定床和流化床反应器中的流动，伴有反应的气-液二相流和气-液-固三相流，等等。

⑤电场中的流体运动 包括电极动力学，电化腐蚀，极谱，电泳，电渗析和电化学反应器中的流动，等等。

此外，如微重力场中的流动，晶体的成长和迁移，聚合物和生物流体的流动，磁流体和等离子体的流动等，都属于物理－化学流体动力学的范畴。

研究方法  物理－化学流体动力学的研究方法着重于从“细观”的角度(如以气泡、液滴或颗粒为基础)对事物进行分析和探测，因此理论分析和实验研究并重，其目的在于阐明事物的内在规律并作出机理性的描述，同时也注意对宏观影响因素的分析和计算方法，以把理论推进到与复杂的实际过程相适应的程度。

与其他学科的关系  物理－化学流体动力学是把以往分别发展的物理化学与流体力学结合起来而形成的边缘学科。以流体的流动为核心，物理、化学因素的变化为依据，是这个学科的特点。在理论和实验研究方面，它与一般流体力学、多相流体力学、传递过程和化学反应工程诸学科在层流、湍流、边界层、对流传递、非理想流动、混合和反应流动等课题上都有密切的联系，并且相互渗透和促进。物理－化学流体动力学由于兼具自然科学和工程科学的特色，因此成为化工、石油、能源、轻工、冶金、医药、生物化学和环境保护等部门以及研究自然界中许多重要过程的基础之一。