第一张绪论
颗粒密集态常见的形式：
颗粒堆积体
颗粒填充体
粉体压缩体（或压制体）
颗粒沉积体
颗粒浓缩体
颗粒离散态常见的形式
悬浮体、气溶胶、水溶胶
颗粒密集态考虑固体性；颗粒分散态考虑流动性
颗粒密集态和颗粒离散态之间可相互转化：
当粉体中的流体介质增加到足以使颗粒间互不接触时，颗粒密集态就转化为颗粒离散态；
当粉体中的流体介质减少到足以使颗粒间相互接触时，颗粒离散态就转化为颗粒密集态。
第二章颗粒的几何特征与表征
常用的粒径度量方式有：
轴径：以颗粒某些特征线段，通过平均的方式来表征单颗粒的尺寸大小。
球当量径：用与颗粒具有相同特征参量的球体直径来表征单颗粒的尺寸大小。
圆当量径：用与颗粒具有相同投影特征参量的圆的直径来表征单颗粒的尺寸大小。
定向径：
粒度分布的函数表示法，除正态分布是对称其余函数峰值都偏向小粒径方向
正态分布：某些气溶胶和沉淀法制备的粉体对数正态分布：大多数粉体（尤其是粉碎法制备的粉体）Rosin-Rammler分布：对于粉体产品或粉尘，如煤粉、水泥等粉碎产品
GGS分布：对于某些粉碎产品，如颚式破碎机、辊式破碎机和棒磨机等粉碎产品
产品种类对性质的要求对颗粒形状的要求
涂料哦、墨水、化妆品固着力、反光效果好片状颗粒
橡胶填充料增强、增韧和耐磨性非长形颗粒、球形颗粒
塑料填充料搞冲击强度针状、长形颗粒
炸药、爆燃材料（固体推进剂）稳定性光滑球形颗粒
洗涤剂和食品添加剂流动性球形颗粒
磨粒研磨性棱角状
抛光剂抛光性球形颗粒
形状系数：以颗粒几何参量的比例关系来表示颗粒与规则体的偏离程度。
形状指数：以颗粒外截形体几何参量的无因次数组来表示颗粒的形状特征。
^越复杂的图形分数维越高
液体——表面光滑
固体——表面粗糙、不规则
原因：液体抗剪切形变能力远小于固体，实质是液体分子间作用力远小于固体
液体表面张力>剪切强度光滑的液体表面
固体表面张力<<剪切强度表面张力不能改变
体积比表面积质量比表面积的定义
第四章颗粒的堆积结构与致密堆积
松散堆积——在自身重力作用下，通过自由流动形成的堆积。堆积体内接触点数量相对较少，空隙体积较大，数量较多。
密实堆积——在外力作用下，通过受迫流动形成的堆积。堆积体内接触点相对较多，空隙体积较小，数量较少。
致密堆积——具有最适宜的粒度、级配和形状的颗粒，通过受迫流动形成的堆积。堆积体内接
触点相对最多，空隙体积相对最小，数量也最少。
致密堆积经验：
（1）不能之用单一粒径的颗粒
（2）采用多组分且组分粒径尺寸相差较大
（3）两组分时粗细颗粒数量比例7:3；三组分粗中细颗粒数量比例7:1:2
（4）适当增大临界颗粒尺寸（粗颗粒）尺寸
第四章粉体力学与流变特性
最基本、最常见的内聚力：范德华力、静电吸引力、液体桥联力，固体桥联力
固体桥联力打散后不易再形成
粉体层极限应力状态——产生破坏时的应力状态
压应力σ——剪应力τ的关系：
1，Jenike剪切法实验, 2，三轴压缩法实验
压应力与剪切力的变化关系反映了粉体层基本的力学性质
摩尔圆最大阻应力在摩尔圆的最右边，最小阻应力的位置在最左边
剪切力为零的面为阻应力面
内摩擦角（密实堆积，颗粒间摩擦特性）
休止角（安息角）（松散堆积，颗粒间摩擦特性）
如图，a表示理想库伦粉体
b表示库伦粉体c表示非库伦粉体
休止角：堆积粉体在重力作用下流动所形成的自由表面
与水平面的夹角，也称安息角，重力驱动，自由流动
休止角测试方法：1注入法2排出法3倾斜法
圆筒形容器粉体层压力分布，粉体压力饱和现象，即随粉体层高度增加到一定值后，铅垂方向的压应力趋于常数值
粉体压缩方法1静态压缩2冲击压缩
压缩应力的设计、控制十分重要：
压缩应力过低，成型体强度或密度达不到设计要求
压缩应力过大，成型体强度或密度的提高不明显，却过多的消耗了能量
第五章颗粒流体力学
受重力作用：形成重力沉降运动
受离心力作用：形成离心沉降运动
粉体工程中的两类常见的作业：
利用不同粒径的颗粒沉降速度的差异，将同种粉体按尺寸大小分级或分离处理
利用不同密度的颗粒沉降速度的差异，将不同粉体按密度的大小进行分选处理
以上自由沉降、离心沉降都是理想的沉降状态
实际颗粒受许多因素的影响：尺寸，形状，器壁，浓度，沉降速度可能与理想状态产生偏离需要进行相应的修正
1流体对颗粒的阻力分两部分：
2流体相对颗粒作层流绕流时的黏性阻力
流体相对颗粒作湍流绕流时产生的涡流惯性阻力
颗粒的运动阻力与流体的流态有关。
雷诺数Rep判定流体的流态
（1）Rep<1，层流，颗粒的运动阻力：黏性阻力
（2）Rep>1000，湍流，惯性阻力
（3）1 透过流动：流体在固定颗粒床层空隙中的流动。 固定床基本特性 （1）流体在空隙中流动 类似流体在许多不规则、相互交错、连通的孔道内流动 （2）孔道结构与颗粒尺寸及分布、形状和空隙率有关 （3）压降有流体与颗粒表面之间的摩擦所产生 流化床 利用流态化原理是颗粒似流体化的装置 （1）床体容器：通常圆筒形、结构尺寸对流态化有直接影响 （2）固体颗粒：粒度、形状和密度直接影响流态化 均匀性和稳定性，及操作参数 （3）布风板：承载颗粒，使气流均匀进入颗粒床层内， 结构影响流态化均匀性和稳定性 （4）空气室：锥筒形，使气流得到缓冲，并均匀稳定通过布风板 （5）测压器：测量床层的压降 净空速度u f=u mf时，床层压降与颗粒剩余重量相等 固定床变为流化床 净空速度提高到u f=u t时，颗粒沉降速度与净空速度相等 流化床变为连续输送床 散式流态化 床层连续膨胀，颗粒均匀分布、流体与固体均匀混合、压降基本不变，床面稳定，流化过程接近理想状态 聚式流态化 颗粒不是均匀分布，床层和床面不稳定、波动剧烈，颗粒成团湍动，有气泡形成 第六章粉体的物理特征 粉体颗粒越小，颗粒表面能越高，热力学能提高，熔点降低，溶解度提高，比热容增大。 颗粒的荷电现象 普遍存在于自然界和工业生产中 应用：静电除尘、分选、分级、表面改性、静电成像、静电喷涂等 有害：放电、起火导致粉尘爆炸，团聚、黏附造成粉体分散、均匀化和输送、卸料困难等 荷电方式：接触荷电、碰撞荷电、电场荷电和粉碎荷电 电场荷电应用：静电除尘、静电分选 电阻率测定方法：平行板电极法、圆筒形电极法和针-板电极法 光在粉体介质中的传播 聚集态：粉体层表面光的反射和折射现象 分散态：颗粒一系列光散射现象 分散体系中颗粒尺寸>>光波长时，主要是反射和折射 团聚体中空隙或缝隙尺寸~光波长时，主要是衍射 尺寸大于光波长的颗粒，因表面凹凸部分产生衍射 颗粒尺寸<光波长时，散射表现为乳光现象即丁铎尔效应光波环绕微小颗粒而向四周散射光，是颗粒看似一个发光体，无数发光体的散射形成了光的通路。 颗粒分散系中光散射分为3种1瑞利散射2米氏散射3夫琅和费散射 尺寸减小，表面能激增，热运动加剧，受迫振动的能量增加，吸光能力提高 粉体的磁性： （1）强磁性颗粒：χ>38×10-6m3/kg，在弱磁场中即可磁选，亚铁磁质矿物 （2）弱磁性颗粒：χ>12.6×10-8m3/kg，在强磁场中实现磁选，一些顺磁质和少数反铁磁质矿物 （3）非磁性颗粒：χ<12.6×10-6m3/kg，不能磁选 第七章粉体表面的物理化学性质 固体表面能的测量方法： 1 直接测量法 2 间接测量法：一溶解热法可溶固体：尺寸越小，比表面积越大，溶解热越高 二接触角法 颗粒尺寸越小，完整晶面所占比例越小，键力不饱和的比例越高，表面活性越高。 吸附分为物理吸附与化学吸附（区别在于有无电子转移） 主要特征物理吸附化学吸附 电子转移吸附质和吸附剂之间无电子转移吸附质和吸附质之间有电子转移 吸附力范德华力、静电力化学键力 吸附热吸附热较小（近似于气化热）吸附热较大（近似于反应热） 选择性吸附质和吸附剂之间无选择性吸附质和吸附剂之间有选择性 吸附速度快、易达到平衡慢、不易达到平衡 吸附层数单层或多层单层 可逆性吸附与脱附可逆吸附与脱附不可逆 颗粒对气体的吸附： 1 Henry型适用于小吸附量（低于饱和吸附量Vm的1%）和其他吸附型的早期阶段 2 Langmuir型适用于无孔或孔径小于2.5nm的颗粒表面吸附 3Frendlich型应用较广的吸附方程经验式 4 BET型BET型吸附适用于孔径大于20nm或孔径不均匀的颗粒表面吸附 5 BDDT型 粉尘爆炸 粉尘爆炸：悬浮于空气中的可燃粉尘颗粒与空气中的氧气充分接触，在特定条件下瞬间完成的氧化反应，放出大量的热，产生高温、高压的现象。 粉尘爆炸的特点 1，感应期长，达到数十秒，为气体的数十倍。为监测、抑制、泄洪提供了宝贵的时间 2，起爆能量大，数十至数百毫焦，甚至若干焦耳，为气体的百倍。但大多数火源能量都能达到起爆能量。 3，易产生二次爆炸。第一次爆炸扬起沉积的粉尘，爆炸中心的负压使新鲜空气得以补充，余火引燃二次爆炸（威力更大） 4，升压速率略低于可燃气体，但正压作用时间长。5毒性大。不完全燃烧，产生CO 粉尘爆炸的预防和防护 A 地面、墙面、顶棚平滑，防止粉尘堆积 B. 设.备启动应先开除尘器，再开主机，停机时先关主机再关除尘器；易燃粉尘不能用电除尘设备；金属粉尘不能用湿式除尘设备 C. 经常清除地沟、管道和车间内的粉尘，防止二次爆炸 D. 除尘设备定期检修，无积尘和摩擦 E. 对可燃粉尘惰化处理。如无烟煤比烟煤爆炸感度低，用其与烟煤混合，降低启动或停机时烟煤粉爆炸的可能性 1,控制氧气量2，消除着火源 粉尘爆炸的防护 封闭、泄爆、抑爆、隔爆 封闭：对设备强度的要求较高 泄爆：安装减压部件（爆破膜、安全阀） 对厂房、车间，采用轻质屋盖、墙体和门窗 抑爆：粉尘爆炸初期迅速喷洒灭火剂 1、中位粒径：D 50，在物料的样品中，把样品个数（或质量）分成相等两部分的颗粒粒径 2、壁效应：在接近固体表面的地方，粉料的随机填充存在局部有序。这种局部有序的现象是壁效应 3、粉碎平衡：当物料粉碎到一定程度时，物料在机械力作用下的粒度减小与已细化的微小颗粒再团聚达到平衡，物料粒度几乎不再变化的时候，称为粉碎平衡 4、摩擦角：由于颗粒间的摩擦力和内聚力而形成的角 5、相对可燃性：在可燃性粉末中加入惰性的非可燃性粉末均匀分散成粉尘云后，用标准点火源点火，使火焰停止传播所需要的惰性粉体最小加入量（%）称为相对可燃性 6、粉碎机械力化学：在固体物料粉碎过程中，设备施加于物料的机械力除了使物料粒度减小、比表面积增大外，还发生机械力与化学能的转化，使材料发生结构变化、物理化学变化。这种在机械力作用下锁诱发的物理、化学变化过程称为粉碎机械力化学。 另答案：研究粉碎过程中伴随的机械力化学效应的学科，应用粉体材料的机械力化学改性制备无机颜料制备纳米金属非晶态金属及合金制备新型材料 7、屈服轨迹：一组粉体样品在同一垂直应力条件下密实，然后在不同的垂直应力下，对每个粉体样品做剪切破坏试验，所得到的粉体破坏包络线称为该粉体的屈服轨迹 8、整体流：物料从料斗出口处全面积的泄出，全部物料都处于运动状态的流动。（料仓内整个粉体层能够大致均匀地下降流动，这种流动型称为整体流。这种流动常发生在带有相当陡峭而光滑的料斗内） 二．简答 1、表征粒度分布特征参数是什么？粉体的填充指标有哪些？ 特征参数：中位粒径D 50、最频粒径、标准偏差； 填充指标：容积密度、填充率、空隙率 2、等径球体随机填充的类型有哪些？ 1、等径球规则填充； 2、随机或不规则填充：随机密填充、随机倾倒填充、随机疏填充、 随机极疏填充；3、壁效应 3、写出几种实际颗粒的堆积规律（P27） 堆积规律：当仅有重力作用时，容器里实际颗粒的松装密度随着容器直径的减少和颗粒层高度的增加而减小。对于粗颗粒，较高的填充速度导致松装密度较小。但是对于像面粉那样的有粘聚力的细粉末，减慢供料速度可得到松散的堆积。 4、粉体层中液体有几种？各有何特点？ 1、粘附液：粘附在粉体物料的表面； 2、楔形液：滞留在颗粒表面的凹穴中或沟槽内；，即在颗粒间的切点乃至接近切点处形成鼓状的自由表面而存在的液体； 3、毛细管上升液：保存在颗粒间的间隙中； 4、浸没液：颗粒浸没的液体 5、粉体的润湿应用的典型实例，写两例。 1、表面涂覆或包裹：用硬脂酸钠改性MgO 粉体，在吸附层中的硬脂酸根离子的亲水基朝向水相，接触角减小，是粉体润湿性增强； 2、热处理：对陶瓷颗粒进行热处理可以提高金属对陶瓷的润湿性。通过热处理可以除去吸附在陶瓷表面的氧，以免金属氧化在界面形成氧化物阻止金属与陶瓷元素相互扩散。对陶瓷颗粒进行预热处理可以消除颗粒表面吸附的杂志和气体，提高润湿性。 6、粉体摩擦角具体包括哪些角度? 1 内摩擦角、 2 安息角、 3 壁面摩擦角和滑动摩擦角、 4 运动角 7、流动与不流动的判据？（P48） 如果颗粒在流动通道内形成的区服强度不是已支撑住流动的堵塞料，那么在流动通道内将产生重力流动。 根据Jenike 公式可以计算得到料仓和料斗中的压力分布，从而得到物料单元体受到的密实最大主应力； 流动函数 FF ： 时，FF 粉体工程与设备思考题 第一章概述 1、什么是粉体？ 粉体是由无数相对较小的颗粒状物质构成的一个集合体。 2、粉体颗粒的种类有哪些？它们有哪些不同点？ 分为原级颗粒、聚集体颗粒、凝聚体颗粒、絮凝体颗粒 原级颗粒：第一次以固体存在的颗粒，又称一次颗粒或基本颗粒。从宏观角度看，它是构成粉体的最小单元。粉体物料的许多性能与原级颗粒的分散状态有关，它的单独存在的颗粒大小和形状有关。能够真正的反应出粉体物料的固有特性。 聚集体颗粒：由许多原级颗粒靠着某种化学力以及其表面相连而堆积起来的。又称为二级颗粒。聚集体颗粒的表面积小于构成它的原级颗粒的表面积的总和。主要再粉体物料的加工和制造中形成。 凝聚体颗粒：在聚集体颗粒之后形成，又称为三次颗粒。它是原级颗粒或聚集体颗粒或者两者的混合物。各颗粒之间以棱和角结合，所以其表面与各个组成颗粒的表面大体相等。比聚集体颗粒大得多。也是在物料的加工和制造处理过程中产生的。原级颗粒或聚集体的粒径越小，单位表面的表面力越大，越易于凝聚。 絮凝体颗粒：在固液分散体系中，由于颗粒间的各种物理力，迫使颗粒松散地结合在一起，所形成的的粒子群。很容易被微弱的剪切力所解絮。在表面活性剂作用下自行分解。 颗粒结合的比较：絮凝体＜凝聚体＜聚集体＜原级颗粒 3、颗粒的团聚根据其作用机理可分为几种状态？ 分为三种状态：凝聚体（以面相接的原级粒子）、聚集体（以点、角相接的原级粒子团或小颗粒在大颗粒上的附着）、絮凝体 4、在空气中颗粒团聚的主要原因是什么？什么作用力起主要作用？ 主要原因为颗粒间作用力和空气的湿度。 范德华力、静电力、液桥力。在空气中颗粒团聚主要是液桥力造成的。而在非常干燥的条件下则是由范德华力引起的。空气相对湿度超过65％，主要以液桥力为主。 第二章粉体粒度分析及测量 1、单颗粒的粒径度量主要有哪几种？各自的物理意义什么？ 三轴径：颗粒的外接长方体的长l、宽b、高h的某种意义的平均值 当量径：颗粒与球或投影圆有某种等量关系的球或投影圆的直径 粉体材料科学与工程培养方案 一、专业简介 粉体材料科学与工程”专业依托“材料科学与工程”一级国家重点学科建设，设有博士点、博士后科研流动站，是国家特色专业和国家本科质量工程重点建设专业，是首批国家“卓越工程师”专业。本专业涉及金属或化合物粉末的制备、并以此为原料制备先进材料，研究材料成分、制备工艺、组织结构和性能之间相互关系，以满足航空航天、新能源技术、生物技术、微电子、汽车工业、国防军工等领域对关键新材料的迫切需求。本专业培养具有坚实的专业理论基础以及材料科学知识、较强的新材料研发能力和创新能力的粉末冶金技术高级专门人才。 二、培养目标 本专业秉承“厚基础、宽专业、高素质、强能力”的人才标准，培养政治思想正确、具有高度的社会责任感、优良的科学文化素养和创新精神、坚实的专业基础、较强的工程实践和工程创新能力、组织和管理能力以及良好国际化视野的高层次、复合型人才。能在材料科学与工程领域，特别是在粉末冶金基础理论、粉末冶金材料（如难熔金属与硬质合金、磁性材料、摩擦减磨材料、粉末高温合金、特种陶瓷材料、电工电子材料）等研究和制造领域从事科学研究与技术开发、工艺设计、材料加工制备、性能检测和生产经营管理、具有国际竞争力的高级专门人才。学生毕业后可在高等院校、科研院所和高新技术企业等从事教学、科研、生产、新材料与材料制备新技术开发以及相关管理方面的工作。 三、培养要求 1、知识要求 拥有良好的人文与社会知识、学科基础知识、专业基础与专业知识。 ①人文与社会知识：掌握一定的哲学、政治学、法学、社会学、心理学等知识。掌握一定的经济、管理等知识，满足工程应用中管理和交流的需要。 ②外语及计算机知识：掌握一门外国语，能顺利地阅读和翻译专业外文技术资料，有较强的听说读写能力；了解计算机基本原理，掌握一种以上计算机语言，能熟练应用计算机解决本专业问题。 ③学科基础知识：掌握材料科学与工程学科所需的数学、物理、化学等自然科学基础的知识 2s d S π=πS s d =36πV v d = 第二章 粉体粒度分析及测量 （几何形态特征） 2.1单颗粒尺寸的表示方法 1.统计平均距 2.当量直径 即等效直径，就是利用测定某些与颗粒大小有关的性质推导出来，并使它们与线性量纲有关。最常用是“当量球径”（体积直径dv 和面积直径ds ）。 （1）等体积球当量径dv 所以有等体积球的直径为设颗粒的体积为,6, ,3v d V dv V π = （2）等表面积球当量径ds 2.2 形状颗粒因数 球形度Φc ：一个与待测的颗粒体积相等的球形体的表面积与该颗粒的表面积之比。数学表达式： *球形度计算举例（以棱长为a 的立方体颗粒为例）： 颗粒的体积：a3 颗粒的表面积：S=6a2 将颗粒的投影面积用一条线分成面 积大约相等的两部分，这条分界线在 颗粒投影轮廓上截取的长度dm ，称 为“马丁直径”。 一定方向测量颗粒投影轮廓的两端 相切的切线间的垂直距离，在一个 固定方向上的投影长度df ，称为“弗 雷特直径”。弗雷特直径≥马丁直径 此外，用一个与投影面积大致相等 的圆的直径来表示长度dp ，称为“投 影直径”。 222)(S V S V d d d d C ==Φππ 805.0==S S 球ψ()2 322366a a S πππ=???? ??=球%100)(%100)(?=??=N n D f N n D f p P p P 1)()(=+p P D R D D a d v 36π= 等体积球的直径： 等体积球的表面积： 所以 2.3粒度分布 粒度分布：对于颗粒群,除了平均粒径指标以外,我们通常还关心的是其中大小不同的颗粒所占的分数,或者说颗粒群的组成情况,即粒度分布。 1.粒度的频率分布 2.粒度的累积分布 大于或小于某一粒径的颗粒占颗粒群总数（或颗粒质量）的百分数，即为累积分布，或把颗粒大小的频率分布按一定方式累积得到的分布。分为两种：筛下累积D(Dp)和筛上累积R(Dp)。 筛下累积表示小于某一粒径的颗粒数的百分数； 筛上累积表示大于某一粒径的颗粒数的百分数。 课堂作业： 某一粉体颗粒的尺寸分布数据为： 直方图和累积分布曲线图 筛上累积 筛下累积 第一章绪论 (5) 1.1车间粉尘性质 (6) 1.2 车间粉尘危害及治理 (6) 1.2.1 粉尘危害 (6) 1.2.2 碳黑治理方法 (7) 1.2.3 旋风除尘器的原理 (7) 1.3 除尘系统 (8) 1.4 课程设计背景、主要内容、意义与预期目标 (9) 1.4.1 主要内容课程设计背景 (9) 1.4.2 主要内容 (9) 1.4.3 课程设计意义 (10) 1.4.4 课程设计预期目标 (10) 第2章数据分析 (11) 2.1 已知数据 (11) 2.2 风量确定 (12) 2.3 净化设备选择或设计 (12) 第3章集气罩设计 (13) 3.1集气罩设计的设计原则 (13) 3.2设计方法选择 (13) 3.2.1控制风速法原理 (13) 3.2.2 控制风速选择 (14) 3.3 集气罩选择 (14) 3.3.1 集气罩集气原理 (14) 3.3.2 集气罩类型和选择 (15) 3.3 风量计算 (15) 3.3.1 风量计算方法选择 (15) 3.3.2 风量计算 (15) 3.4 集气罩的尺寸 (16) 第4章管道、弯头及三通设计 (17) 4.1 管道设计 (17) 4.1.1 管道速度选择 (17) 4.1.2 管径选择 (18) 4.2 弯头、三通管的设计 (20) 第5章管道阻力计算及风机的选择 (21) 5.1各管道的阻力计算 (21) 5.1.1计算最不利环路的压力损失 (21) 5.1.2 并联管路压力损失计算 (22) 5.2选择风机和电动机 (23) 第6章除尘器的设计 (25) 6.1 除尘器的分类及选择 (25) 6.1.1除尘器的分类 (25) 6.1.2 除尘器的选择 (25) 6.2 旋风除尘器尺寸 (27) 总结 (28) 综合测试试题一 一、名词解释：（20分） 1．地基处理 2．复合地基 3．碎石桩 4．桩土应力比 5．面积置换率 6．掺入比 7．加筋土挡墙 8．土工聚合物 9．托换技术 10．土钉 1．地基处理：在天然地基较弱的情况下，不能够满足地基强度和变形等要求，则预先要经过人工处理以后再建造基础的地基加固方法。 2．复合地基：由两种刚度（或模量）不同的材料（桩体和桩间土）所组成，在相对刚性基础下，两者共同分担上部荷载并协调变形（包括剪切变形）的地基。 3．碎石桩：是一种粗颗粒土桩，具体是指用振动﹑冲击或振动水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将碎石挤压土孔中，形成大直径的由碎石所构成的密实桩体。 4．桩土应力比：在外荷载作用下，复合地基中桩体的竖向平均应力与桩间土的竖向平均应力的比值。它是复合地基中的一个重要设计参数，它关系到复合地基承载力和变形的计算。5．面积置换率：在外荷载作用下，复合地基中桩身截面面积与影响面积的比值。 6．掺入比：是指掺加水泥浆的重量与被加固软土的重量的百分比。 7．加筋土挡墙：由填土中布置的一定量的带状拉筋以及直立的强面板三部分所组成的一个整体复合结构。 8．土工聚合物：是岩土工程领域的新型建筑材料，是由聚合物形成的纤维制品的总称，而这些材料都是由聚酰胺纤维（尼龙）﹑聚酯纤维（涤纶）﹑聚丙烯腈（腈纶）和聚丙烯纤维（丙纶）等高分子聚合物加工而合成的。 9．托换技术：指解决对原有建筑物的地基需要处理和基础需要加固或改建等问题；解决在原有建筑物基础下需要修建地下工程以及邻近建造新工程而影响原有建筑物的安全等问题 的技术总称。 10．土钉：是将拉筋插入土体内部，拉筋尺寸小，全长度与土粘结，并在破面上喷射混凝土，从而形成土体加固区，其加固类似于重力式挡墙，用以提高整个边坡的稳定性，适用于开挖支护和天然边坡的加固治理，是一种实用的原位岩土加筋技术。 粉体第2章作业题 1、证明：DnL·DLS=DnS2； DnL·DLS·DSV=DnV3 2、求：边长为a的正方形和正三角形片状颗粒的Feret径。 3、求边长为m的正方形片状颗粒的Martin径。 4、求底面直径为10，直径：高度=1：1的圆柱形颗粒的球形度。 5、用安德烈移液管测得某火力发电厂废气除尘装置所收集的二种烟灰的粒度分布情况如下表。 若服从R―R分布，试求：（1）分布特征参数De和n；（2）二种粉体何者更细？何者粒度分布更集中？ 第3章粉体的填充与堆积特性作业题 1、将粒度为D1＞D2＞D3的三级颗粒混合堆积在一起，假定大颗粒的间隙恰被次一级颗粒所充满，各级颗粒的空隙率分别为ε1=0.42，ε2=0.40，ε3=0.36，密度均为2780kg/m3。试求： （1）混合料的空隙率； （2）混合料的容积密度； （3）各级物料的质量配合比。 2、根据下表数据，按最密填充原理确定混凝土中砂子的粒径及各组分的配合比，并计算混凝土混合物的最大表观密度和最小空隙率。（已知：D碎石/D砂=D砂/D水泥） 粒径/mm 空隙率/% 密度/kg/m3 物料名称 碎石D1=32 48 2500 砂子D2 42 2650 水泥D3=0.025 50 3100 3、根据容积密度、填充率和空隙率的定义，说明： （1）；（2）；（3） 4、某粉体的比重为m，在一定条件下堆积的容积密度为其真密度的60%，试求其堆积空隙率。 5、某粉料100kg，在一定堆积状态下，其表观体积为0.05m3。求：该粉体的堆积密度、填充率和空隙率。（ρP=2800kg/m3） 6、已知：粉料（ρP=2700kg/m3）成球后ε=0.33，并测得料球含水量为13%（以单位质量干粉料计），试求料球的空隙饱和度ψs。 第4章作业题 （1）三轴径 利用外接长方体的长、宽、高定义粒子尺寸称三轴径 （2）投影圆当量径 以与颗粒轮廓性质相同的圆的直径表示粒度，与投影面积相等的圆的直径称为投影圆当量径，表示为DH=（4a/π）1、2 （3）球当量径（表面积球当量径、体积球当量径、比表面积球当量径） （4）粉体粒度分布的频率分布函数物理意义 它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量，即可理解为在粉体样品中，某一粒度大小或某一粒度大小范围内的颗粒在样品中出现的百分含量 （5）粉体粒度分布的累积（筛上或筛下）分布函数物理意义 将颗粒大小的频率分布按一定方式累计，便得到相应的累积分布。 累积筛下：按粒径从小到大进行累积，一般用“—”表示，表示为小于某一粒径的颗粒数或颗粒质量的百分数 累积筛上：按粒径从大到小进行累积，一般用“+”表示，表示为大于某一粒径的颗粒数或颗粒质量的百分数 （6）频率分布函数和累积分布函数的关系 （7）正态分布的频率分布函数表达式、曲线特点及其标准偏差 （8）对数正态分布的频率分布函数表达式、曲线特点及其标准偏差 （9）由颗粒群某物理特性的定义函数求颗粒群平均粒径 （10）假设颗粒群粒度频率分布函数符合对数正态分布，求P15页表2-8中各种平均粒径具体表达式（类似作业，强调推导过程） （13）体积形状系数、表面积形状系数、比表面积形状系数的定义 在表征粉末体性质,具体物理现象和单元过程等函数关系时,把颗粒形状的有关因素概括为一个修正系数加以考虑,该系数即为形状系数 （14）粒径测量方法有哪些？重点了解筛分法、库尔特计数器、激光粒度仪测量粒度的原理 激光衍射法又称小角度激光光散射法，应用了完全的米氏散射理论。颗粒在激光束的照射下，散射角与颗粒直径成反比，散射光强与角度的增加呈对数规律衰减。 北方民族大学课程设计报告 院（部、中心）材料科学与工程学院 姓名王芳学号 专业材料科学与工程班级 082 同组人员王选、高稳成、闫晓展、代新、马海龙 课程名称粉体工程与设备 年产3000吨碳化硅微粉的生产线的项目名称 可行性研究报告 起止时间 2010-11-21至2009-12-3 成绩 指导教师王正粟祁利民 北方民族大学教务处制 录目 一、项目的目的和意义··············································二、工艺参数的计算··············································三、设备的选择依据··············································四、成本核算··············································五、效益分析··············································六、环境保护及措施··············································七、小节··············································八、参考文献·············································· 一、目的及意义 碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过 电阻炉高温冶炼而成。 首先，其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，同时分解温度（2400℃）高、优良的化学稳定性，较强的韧性、良好的抗热震性、显著的电学性能和高导热性能等诸多优良特性，因而被广泛用磨具磨料、耐火材料、耐蚀材料、结构陶瓷等产品的生产原料，也可用作电热原器件、半导体器件等产品生产的原料。 其次，碳化硅微粉堆积密度高，耐磨能力强，硬度高，切削能力强，粒度分布集中并且均匀；具有耐高温,强度大,热膨胀系数小，导热性能良好,抗冲击,作高温间接加热材料.有四大应用领域：功能 粉体工程习题 一.选择题(以下各小题均有４或3个备选答案,请圈出唯一正确的答案) 1．R ＲB 粒度分布方程中的n 是 。 A 、功指数 B 、旋涡指数 C 、均匀性指数 D 、时间指数 2．粒度分析中常采用RR 坐标来绘制粒度分布曲线。该坐标的横坐标为颗粒尺寸,它是以 来分度的。 A 、算术坐标 B 、单对数坐标 Ｃ、重对数坐标 D 、粒度倒数的重对数坐标 ３.粉磨产品的颗粒分布有一定的规律性,可用RRB 公式表示R=１00exp[-(P D /e D ）n ]其中 e D 为： 。 A ．均匀系数 Ｂ.特征粒径 C.平均粒径 4．硅酸盐工厂常用的200目孔筛是指在 上有200个筛孔。 Ａ、一厘料长度 B 、一平方厘料面积 Ｃ、一英寸长度 Ｄ、一平方英寸面积 5.某一粉体的粒度分布符合正态分布、利用正态概率纸绘其正态曲线，标准偏差σ= 。 A 、Ｄ50 B 、D ８４。1 —D 5０ C 、Ｄ84。1— D １5。9 7.破碎机常用粉碎比指标中有平均粉碎比i m 和公称粉碎比i ｎ两种,二者之间的关系 为 。 Ａ、ｉm >i n B 、i ｍ=i ｎ Ｃ、i m 温州大学07材料 课程设计任务书 设计题目年产1.5-3万吨啤（白）酒瓶玻璃工厂工艺初步设计本设计工作期限2010.12.13-2010.12.25 指导教师周永强 设计者江丽军 设计的原始资料 一、建厂地址 温州滨海工业园区 二、燃料 重油 三、水电供应及交通运输情况 城市自来水:供水能力100000吨/日 国家电网供电:供电能力300000KVA/日 铁路专用线入厂辅以汽车运输 四、建厂地点气象水文资料 1.气象资料 年平均湿度81%全年主导风向：偏北风年均降水量1385.3毫米 2.建厂地点地下水位高度 3.建厂地点土壤耐压力 年产2.38万吨啤酒瓶玻璃工厂工艺 初步设计指导书 第1章玻璃工厂工艺初步设计说明书内容和要求 1.1总论 （—）建设规模和生产方法 全厂总面积：50000㎡ 办公生活区面积：5000㎡ 后期预留面积：10000㎡ 生产方法：机械吹制法 （二）厂区位置 温州滨海工业园区 （三）概述设计产品的生产发展概况（历史、现状、发展前景）及其在国民经济中的作用和地位 玻璃制品生产在我国历史悠久，但由于种种原因，玻璃工业始终没有发展，在建国初期，我国日用玻璃基本是手工生产，厂家很少，技术落后，谈不上规模，当时全国产量不过一万吨左右，保温瓶不过10万支左右。50年代和60年代，我国日用玻璃处于发展时期，本着自力更生、艰苦奋斗的精神，开始用池炉熔化、机械制瓶，但发展速度较慢。到70年代由于逐步解决了窑炉及成型设备制造技术，使用国内自制的自动或半自动制瓶机，使我国日用玻璃产量由40万吨绯徊的局面发展到百万吨产量。到了80年代，引进和借鉴国外的先进技术和设备，我国日用玻璃行业有了很大的发展。９０年代，我国日用玻璃行业随着改革开放的深入发展，企业通过股份制等深层次改革，打破了旧国有体制的束缚，股份制极大调动了职工的积极性，一大批民营、合资、股份制企业相继涌现，加上国外大量先进技术、先进设备的引进及我国玻璃机器制造业的发展，促进了日用玻璃行业的发展，使我国日用玻璃行业进入了高速发展阶段。 特别是在2003年以来日用玻璃产量每年以一百万吨速度递增，据2008年底统计，日用玻璃全国产量已达1446万吨，全国日用玻璃行业企业已达1300家，职人数30多万人，工业总产值784亿元。近几年玻璃瓶罐行业涌现出广东华兴、河北索坤年产量过50万吨的龙头企业。涌现出河北北雄、承德华富、山西大华、宏艺、安徽德力等近百家玻璃器皿出口企业。涌现出北玻仪、山东力诺、重庆正川等拉管企业 改革开放以来，日用玻璃行业的高速发展，中国产业研究院咨询集团认为，主要原因有以下几条：1、人民生活水平的极大提高，促进了我国轻工业的飞速发展，并由此带动了日用玻璃行业的发展。国外市场对玻璃器皿的极大需求及国内啤酒行业的快速发展，使玻璃器皿、瓶罐生产更是突飞猛进。2、改革开放以来，用玻璃行业引进大量国外先进技术、先进设备，国内玻璃机器制造业的高速发展，使日用玻璃生产技术越来越成熟。进入行业的门坎越来越容易，使得民营资本大量涌入。3、玻璃制品的安全、卫生、经济和不污染盛装物等特点是其他包装物无法替代的，可回收使用的环保性得到使用者的认可，市场需求量逐年增加。 展望未来日用玻璃行业的未来，依旧有着很大的发展空间。首先，世界发达国家由于 粉体材料科学与工程专业培养计划 一、培养目标： 本专业培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，并具有较好的社会科学基础和一定的人文、艺术基础，具有创新精神和实践能力，获得工程师基本训练的高级工程技术专门人才。毕业生具备粉体材料工程领域的基础知识，系统掌握粉体材料科学与工程的基本理论、基本的实验技能和科学创新的研究方法的高级应用型人才。 二、培养规格与要求： 本专业人才应具有以下知识、能力和素质： 1、知识结构要求 工具性知识：外语、计算机及信息技术应用等方面的知识。 人文社会科学知识：哲学、思想道德、政治学、法学、心理学等方面的知识。 自然科学知识：数学、物理学、化学等方面的知识。 工程技术知识：工程图学、机械基础、电工电子学等方面的知识。 经济管理知识：经济学、管理学等方面的知识。 专业知识：了解粉体材料科学与工程领域的一般原理和专业知识；掌握粉体材料合成制备、加工、结构与性能测定及应用等方面的基础知识、基本原理和基本实验技能；熟悉国家关于粉体材料科学与工程研究、开发及相关的产业政策、国内外知识产权等方面的法律法规；了解粉体材料科学与工程专业的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及粉体材料科学与工程产业的发展状况；具有研究、改进粉体材料性能、开发、设计新材料的初步能力。 2、能力结构要求 获取知识的能力：具有良好的自学能力、表达能力、社交能力、计算机及信息技术应用能力。 应用知识能力：具有综合应用知识解决问题能力、综合实验能力、工程实践能力。 创新能力：具有创造性思维能力、创新实验能力、科技开发能力。 3、素质结构要求 思想道德素质：热爱祖国，拥护中国共产党的领导，树立科学的世界观、人生观和价值观；具有责任心和社会责任感；具有法律意识，自觉遵纪守法；热爱本专业、注重职业道德修养；具有诚信意识和团队精神。 文化素质：具有一定的文学艺术修养、人际沟通修养和现代意识。 专业素质：掌握科学思维方法和科学研究方法；具备求实创新意识和严谨的科学素养；具有一定的工程意识和效益意识。 身心素质：具有较好的身体素质和心理素质。 三、主干学科：材料科学与工程，化学工程与技术 四、核心课程： 马克思主义基本原理、高等数学、大学物理、物理实验、大学计算机基础、大学英语、工程图学、电工与电子技术、无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、纳米材料科学导论，材料科学基础、材料物理性能、材料研究与测试方法、粉体工程、材料合成与加工工程及热工过程及设备。 五、主要实践性教学环节： 基础实验、专业实验，机械制造（金工）实习、电工电子工艺实习、计算机上机、课程实习、创新设计、认识实习、生产实习、毕业实习、科技方法训练（工程设计训练）、毕业设计（毕业论文）等集中实践周共44周。 六、主要指标： 课内（普通教育和专业教育）总学时2496（其中实验232学时、上机120学时、听力64学时），集中实践环节共44周；普通教育和专业教育总计200学分，综合教育40学分。 七、学制：四年 八、授予学位：工学学士 |PART1选填&名词解释 粉体：①原级颗粒：②聚集体颗粒：③凝聚体颗粒：④絮凝体颗粒： 粒度：粉体颗粒所占空间的线性尺寸。 粒径：用某种规定的线性尺寸来表示颗粒粒度，也称颗粒的直径。 （1）取颗粒三维尺寸（重心最低时的长宽高）的平均值： （2）用当量直径表示： (3)统计平均径： (4)粉体的平均粒径： （5）等沉降速度径：与颗粒具有相同密度且在同样介质中有相同自由沉降速度的球的直径。 （6）等阻力直径：与颗粒在同样介质中以相同速度运动时呈现相同阻力的球的直径。 （7）筛分径：颗粒可以通过的最小方筛孔的宽度。 （8）Heywood径：与颗粒投影面积相等的圆的直径 形状： 以Q表示颗粒或面或立体的参数，Dp为粒径，Q=kDpα，其中k为形状系数，α为形状指数。 粗糙度系数R=粒子的微观实际表面积/表观视为光滑的宏观表面积R>1 粒度分布：指将颗粒群用一定的粒度范围按大小顺序分为若干粒级，各级别粒子占颗粒群总量的百分数。 频率分布：某一粒度(Dp)或某一粒度范围内(ΔDp)的颗粒在样品中出现的频率。 累积分布：大于或小于某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒径的关系。 筛下累积：按粒径从小到大进行累积，D(Dp)= 筛上累积：按粒径从大到小进行累积，R(Dp)= 最频径：在频率分布坐标图上，纵坐标最大值时对应的粒径为最频径 中位粒径d50：累积分布图上，纵坐标最大值的一半对应的粒径为中位粒径，大/小于d50的颗粒各占一半 填充率：粉体颗粒体积（颗粒实体体积和颗粒内部孔隙体积之和，不含颗粒间空隙体积）占填充层体积分数空隙率：颗粒之间的空隙体积占粉体填充层体积的分数 壁效应：粉体填入容器中，填充结构受容器壁面影响，在容器壁面附近形成特殊的填充结构，称之为容器的壁效应。里奇韦和塔巴克发现，紧靠壁面处空隙率较大，此后距离增大，空隙率周期性变化。而麦 吉里则研究了圆筒容器直径和球径执笔超过50时，空隙率几乎成为常数。 摩擦特性：粒子间以及粒子与固体边界表面因摩擦产生的特殊的物理现象和力学性质。 摩擦角：由于颗粒间的摩擦力和内聚力而形成的角统称为摩擦角：内摩擦角、安息角、壁摩擦角、运动摩擦角内摩擦角：破坏包络线与压应力轴的夹角，表示极限应力状态下剪切力和垂直应力的关系。作用力达到极限值时，粉体层滑移或崩坏。测定：剪切盒法、三轴压缩法 安息角（休止/堆积角）：粉体自然堆积时自由表面在静止时与水平面所成最大夹角：排出/注入角法,剪切盒法壁摩擦角：粉体与壁面的摩擦角：剪切盒法 滑动摩擦角：粉体置于斜面上，斜面倾斜至粉体开始滑动时，斜面与水平面夹角：剪切盒法 动内摩擦角：粉体处于流动状态时，剪切力几乎不变的动摩擦状态，所测得摩擦角为动内摩擦角 固定床：当流体速度很小（u f颗粒自由沉降速度，达最高流化速度，颗粒开始被流体带出； b）流速越大，带出颗粒越多，空隙率越大，压降减小； c）颗粒在流体中形成稀相悬浮态，并与流体一起从床层中吹出，该状态称为气力输送状态。 分级：把粉碎后的产品按某种粒度大小或不同种类的颗粒进行分选的操作过程。 分离：将任何形状或密度的固体颗粒或液珠（粒度一般在10-3um）从流体中分离出来的过程。 筛分：将固体颗粒混合物通过具有一定大小孔径的筛面而分成不同粒度级别的过程。 选粉：利用颗粒在流体介质中沉降速度的不同，通过选粉机对颗粒进行分选的过程。 粉体工程习题 一、基本概念题（共7小题，每小题3分，共21分） 1.粒度分布 用特定的仪器和方法反映出粉体样品中不同粒径颗粒占颗粒总量的百分数。有频率分布和累积分布两种形式。(1)频率分布，它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。(2)累积分布也叫积分分布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。 2.粉体 粉体是由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。 3.三轴平均径 以颗粒的长度、宽度、高度定义的粒度平均值称为三轴平均径。（算法有三种：算术平均径、几何平均径和调和平均径） 4.累积粒度分布 简称累积分布。单位体积空气中大于或小于某规定粒径的颗粒粒子数目或体积、质量等于颗粒的总粒子数或总体积、总质量的百分比对其不同粒径的关系。可用此作出其粒度分布曲线图。由于颗粒物中粒径小的粒子数目多于粒径大的粒子数目，所以多用小于规定粒径的表示法。通常多用体积（或质量）累积分布。体积（或质量）的累积分布可用正态概率纸作图。 5.表面效应 纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而大幅度的增加，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米 粒子物理、化学性质的变化。 6.相对易磨性系数 为了表征物料粉碎难易程度的综合影响，一般用相对易碎性系数来表示。易碎性系数越大，物料越易粉碎。 7.喷雾热分解法 将前驱体溶液（金属溶液）喷入高温气体中，立即引起溶剂的蒸发和金属盐的热分解，从而直接合成氧化物粉体的方法。 8.牛顿分级效率 将某一粒度分布的粉粒用分级机进行二分，令大粒部分名为粗粒级，小粒部分为细粒级，定义合格成分的收集率与不合格成分的残留率之差称为牛顿分级效率。 9.粉尘云 具有一定密度和粒度的粉尘颗粒在空气中受到重力和空气阻力和浮力相平衡时，就会悬浮或浮游在空气中而不会沉降下来，这种粉尘与空气的混合物称为粉尘云。 10.形状指数 表示单一颗粒外形的几何量的各种无因次组合称为形状指数（即理想形状与实际形状比较时，差异的指数化）。 11.量子隧道效应 当粒子能量小于阈值能量时，很多粒子冲向势垒，一部分粒子反弹，还会有一些粒子能过去，好像有一个隧道。 12.易碎（磨）性粉体工程试题-加了几个图
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