粉体力学复习要点(精简版)

复习要点一、名词解释1.粒度分布：将粉末试样按粒度不同分为各个等级，每个颗粒级占颗粒总级数的百分比。

2.粉体：各个单独的固体颗粒的集合体，我们把这种集合体称为粉体。

3.球形度：等体积球的表面积与颗粒球的表面积的比值.4.休止角:安息角/休止角,是指物料堆积层的自由表面在静平衡状态下，与水平面形成的最大角度。

5.Molerus I 类粉体：初抗剪强度为零的粉体.6.Molerus Ⅲ类粉体:初抗剪强度不为零且与预压缩应力有关。

通常此类粉体的内摩擦角也与预压缩应力有关。

7.Stokes定律：在重力场中，悬浮在液体中的颗粒受重力、浮力和粘滞阻力的作用将发生运动，其运动方程就是Stokes定律8.Hausner比值：粉体紧密堆积密度和松动堆积密度之比,称为粉体Hausner 比值，常用于表征粉体的可压缩性和流动性。

9.喷雾干燥：把液体或溶液通过喷嘴喷成雾滴，再通过干燥制备颗粒材料的造粒技术10.取向力：极性分子相互靠近时，因分子的固有偶极之间同级相斥异极相吸,使分子在空间按照一定的取向排列，使体系处于更稳定的状态.这种固有偶极间的作用力为取向力.11.诱导力：在极性分子的固有偶极诱导下，临近它的分子会产生诱导偶极,分子间的诱导偶极与固有的偶极间的电性引力称为诱导力。

12.Jenike流动函数:Jenike定义粉体流动函数FF为预压缩应力σ0与粉体的开放屈服强度fc之比二、简答题1.依粉料被水润湿的过程，水分主要以哪四种形态出现并起作用？答：依粉料被水润湿的过程，水分主要以四种形态出现并起作用：吸附水-—摆动状态薄膜水-- 链锁状态毛细管水—- capillary state重力水-—浸渍状态immersed state2.颗粒在空气中分散的主要途径有哪些？答：颗粒在空气中分散的主要途径有四种：机械分散、干燥分散、表面改性、静电分散.3。

调节颗粒在液体中分散性与稳定性的主要途径有哪些？答:调节颗粒在液体中分散性与稳定性的主要途径：1）、通过改变分散性与分散介质的性质调控Hammaker常数，使其变小,颗粒间吸引力下降；2）、调节电解质及定位离子的浓度，使双电层厚度增加,增大颗粒间排斥作用;3）、选用附着力较强的聚合物和聚合物亲和力较大的分散介质，增大颗粒间排斥力。

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。

第一章1、单分散粉体：颗粒系统的粒径相等。

2、多分散粉体：由粒度不等的颗粒组成（实际颗粒）。

3、种类：原级颗粒：一次颗粒或基本颗粒。

聚集体颗粒：二次颗粒凝聚体颗粒：三次颗粒絮凝体颗粒4、特点：具有固体抗变形的能力；具有液体类似的流动性；粉体不是连续体，受到体积缩小类似气体的性质。

第二章1、粒径（1）、三轴径：以三维尺寸计算的平均径。

（2）、投影径：a、弗雷特直径: 在特定方向与投影轮廓相切的两条平行线间距.b、马丁直径: 在特定方向将投影面积等分的割线长.c、定方向最大直径:最大割线长d、投影面积相当径:与投影面积相等的圆的直径.（3）、当量直径：a、球当量径：与颗粒相当的球的粒径πDs2=S等表面积球当量径：与颗粒表面积相等的球的直径πDs2=S等体积球当量径：与颗粒体积相等的球的直径Dv3π/6=Vd、圆当量径投影圆当量径：与颗粒投影面积相等的圆的直径等周长圆当量径：与颗粒投影图形周长相等的圆的直径（4）、筛分径：又称细孔通过相当径。

当粒子通过粗筛网且被截留在细筛网时，粗细筛孔直径的算术或几何平均值称为筛分径，记作DA 。

2、粒径分布：（1）、频率分布:单位粒径区间内粒子数占总粒子数比例的分布曲线。

p p dD dn N D f 1)(=（2）累积分布：小于（或大于）某个粒径D p 的颗粒数占颗粒总数的百分比。

累积筛下： ()⎰=Dp p pp dD D f D D 0)(累积筛上：()⎰∞=Dp p p p dD Df D R )(累积分布与频率分布之间的关系:()⎰=Dpp p p dD Df D D 0)(，()⎰∞=Dp p p p dD D f D R )(累积分布函数又称为粒度分布积分函数；频率分布函数又称为粒度分布微分函数。

、表征粒度分布的特征参数a 、中位粒径D 50：把样品的个数分成相等两部分的颗粒粒径。

b 、最频粒径：在频率分布图上，纵坐标最大值所对应的粒径。

c 、标准偏差: 21)()(2N D D n p pi i -∑=σ，表示粒度频率分布离散程度的标志。

太原理工大学矿院矿物加工粉体工程复习资料你懂的。

1.纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。

纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，它具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。

①表面效应：随着粉体粒径的减小，其特性不仅取决于固体本身，而且还与表面原子状态有关，称其为表面效应。

②小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变，由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。

③量子尺寸效应：指当粒子的尺寸下降到某一值时金属费米能级附近的电子由准连续变为离散的现象。

④宏观量子隧道效应隧道效应是基本的量子现象之一，即当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。

近年来，人们发现一些宏观量如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量及电荷也具有隧道效应，他们可以穿越宏观系统的势阱而产生变化，故称之为宏观量子隧道效应。

2、颗粒的结构原级颗粒聚集体颗粒（硬团聚颗粒）凝聚体颗粒（软团聚颗粒）絮凝体颗粒①原级颗粒：最先形成粉体物料的颗粒。

又称一次颗粒或基本颗粒。

它是构成粉体的最小单元。

它能真正反映出粉体的固有性能。

②聚集体颗粒（硬团聚颗粒）:由许多原级颗粒靠着某种化学力其表面相互连接而堆积起来。

例如：粉体在高温脱水。

聚集体颗粒的比表面积比构成它的原级颗粒的表面面积和要小。

聚合体颗粒各原级颗粒间彼此结合牢固，必须用粉碎的方法才能使其分开。

③凝聚体颗粒（软团聚颗粒）：棱角相连，结合力弱（范德华力，静电力）。

表面积变化不大。

如湿法合成干燥后的粉体。

凝聚体颗粒比较疏松，通过研磨或者高速搅拌可使之解体。

④絮凝体颗粒：粉体在液相介质中分散，由于颗粒间的各种物理力，使颗粒松散的聚合在一起所形成的粒子群，称絮凝体颗粒。

如受潮后的粉体结块，淀粉在水中变粘。

絮凝体颗粒很容易被微弱的剪切力解絮，也很容易在表面活性剂的作用下分散开来。

3、常用的“演算直径”有轴径、球当量径、圆当量径和统计径四类。

《粉体工程》总复习一、基本概念粉碎过程：固体物料在外力作用下克服其内聚力使之破碎的过程粉碎比：定量描述固体物料经某一粉碎机械粉碎后，颗粒尺寸大小变化的参数多级粉碎比：原料粒度与最终粉碎产品的粒度之比粉体的休止角：粉体堆积层的自由斜面在静止的平衡状态下，与水平面所形成的夹角选粉效率：选粉设备出口中某一粒级的细粉量与选粉机喂料量中该粒级的含量之比,选粉设备分选出合格的物料质量 /进入选粉设备的全部合格物料的总质量=E=m / M循环负荷率：选粉机粗粉(G)与细粉(Q)之比,粗颗粒回料的质量 / 该级粉碎（磨）产品的质量=K=G / Q 粉碎平衡：粉碎过程中粗颗粒细微化过程与微细粉体凝聚过程的平衡开放屈服强度：与自由表面相垂直的表面上只有正应力而无切应力流动函数：表示松散颗粒粉体的流动性能：开放屈服强度：预密实应力ccffFFσσ=流动函数FF<2 2<FF<4 4<FF<10 FF>10粉体的流动性强粘附性流不动有粘附性不易流出易流动自由流动粉体的团聚性强团聚性团聚性轻微团聚性不团聚粒度分布：表征多分散体系中颗粒大小不均一的程度 (或表示粉体中不同粒径区间颗粒的含量)累积分布：大于或小于某一粒径的颗粒在全部颗粒中所占的比例偏析：粉体颗粒在运动、成堆或从料仓中排料时，由于粒径、颗粒密度、颗粒形状、表面性状等差异，粉体层的组成呈不均质的现象钳角：颚式破碎机动颚和定颚间的夹角α称为钳角,钳角a指两锥面间的夹角（圆锥破碎机）。

物料与两辊接触点的切线的夹角α称为辊式破碎机的钳角。

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。

粗糙度系数：R = Ar / Ag 式中Ag为几何表面，Ar为实际表面,R值影响粒子间的摩擦、粘附、吸水性等物化性能易磨性系数：表示粉磨的难易程度量标准物料单位功率的产物料单位功率的产量标物==qqKm标准偏差：表示数据波动幅度tdS：数据的数量xi：每个数据的数值整体流：仓内整个粉体层能够大致上均匀流出漏斗流：只有料仓中央部分产生流动，流动区域呈漏斗状，使料流顺序紊乱，甚至有部分粉体停滞不动空隙率：是粉体中空隙所占有的比率粒子内空隙率：e内=（Vg-Vt）/ Vg =1-rg / rt粒子间空隙率：e间=（V-Vg）/ V = 1- rb/rg 总空隙率：e总=（V -Vt）/ V =1- rb/rt。

粉尘爆炸：悬浮于空气中的可燃粉尘颗粒与空气中氧气充分接触，在特定的条件下瞬间完成的氧化反应，反应中放出大量的热，进而产生高温、高压现象。

粉尘爆炸的6个阶段：1、（未反应带）颗粒表面的初期燃烧，温度尚未上升，氧化反应尚未开始。

2、（发泡带）外形无变化，随着粉体内的温度上升，粉体开始分解及放出挥发性成分，粉体起泡3、（流运带）粉体温度继续上升，挥发性成分也在空气中广泛流动，但还未发生燃烧。

4、（反应带）挥发性成分流速增快5、（燃烧带）燃烧反应加剧，发出旺盛火焰6、（炽热带）处于火焰温度，光亮闪耀。

除重力外颗粒不再受任何外力的作用，此时的流动状态称为：自由流动粉体自由流动型式：1、全仓流（整体流）：整个粉体层在料仓内能够大致均匀地下降以至流出，其特点是：‘先进先出’。

（流动性优良的粉体或细粒散体一般可实现全仓流）2、核仓流（漏斗流）料仓内粉体层的流动区域呈漏斗形，粉体在储存设备的中心区域是流动的，但在边缘或壁面附近是静止不动的，造成部分先加入的物料后流出的结果，即‘后进先出’（锥角较大或粉体流动性能差时可见核仓流）配位数：粉体堆积中与某颗粒接触的颗粒的个数。

球形度：与颗粒体积相等的球表面积与实际颗粒的表面积之比。

（球）当量径：往往以球为基准，把不规则形状的颗粒看作是某当量球。

等球径就是与颗粒某几何量或物理量相当的球体直径。

视密度（粉体视在密度，堆积密度）：单位堆积体积V所含粉体质量m 。

填充的粉体质量/粉体的填充体积。

破坏包络线：粉体开始滑移时滑移面上的切应力、正应力用坐标曲线来表示，并称这样的曲线为该粉体的破坏包络线。

破坏包络线的切线与正应力轴的夹角称为内摩擦角。

破坏角：说明破坏面方位的角度。

三轴压缩：给定水平压力（围压），然后用活塞单向压缩，变动铅锤压力，直至粉体破坏，记录下此时的铅锤压力的极限值。

分数维：维数是几何对象的一个重要特征量，它是几何对象中一个点的位置所需的独立坐标数目。

在欧氏空间中，人们习惯把空间看成三维的，平面或球面看成二维，而把直线或曲线看成一维。

第一章 颗粒的几何形态特性1、粒度是颗粒在空间范围所占大小的线性尺寸。

2、表示方式：1）、三轴径：以颗粒的长度l 、宽度b 、高度h 定义的粒度平均值称为三平均径。

2）、球当量径：把颗粒看成相当的球。

a 、与颗粒同体积的球的直径称为等体积球当量径36πV d V =b 、与颗粒等表面积的球的直径称为等表面积球当量径πSd S =c 、与颗粒具有相同的表面积对体积比，即具有相同的体积比表面S V 的球的直径称为比表面积球当量径2366S V V SV d d S S Vd ===3）、圆当量径：以颗粒投影轮廓性质相同的园的直径表示粒度。

a 、与颗粒投影面积相等的园的直径称为投影园当量径πa d a 4=b 、与颗粒投影图形周长相等的园的直径称为等周长园当量径。

πLd L = 4）、统计平均径：平行于一定方向（用显微镜）测得的线度，故又称定向径。

a 、定方向径：沿一定方向测颗粒投影像的两平行线间的距离。

b 、定方向等分径：沿一定方向将颗粒投影像面积等分的线段长度。

c 、定向最大径：沿一定方向测定颗粒投影像，所得最大宽度的线段长度。

3、粒度分布：将粉末试样按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、按数量或按体积）所占的百分率。

粒度分布是表征多分散体系中颗粒大小不均一的程度。

★频度分布 任意粒度间隔内颗粒出现的频度。

★累计分布 以下的颗粒个数（质量）占总颗粒个数（质量）的百分比。

4、形状因子是一个无量纲的量，人们常用这个量的数值来表征颗粒的形状。

其数值与颗粒的形状有关，故能在一定程度上表征形状对于标准形状（大多取球形）的偏离。

形状系数：有些形状因子反映着颗粒的体积、表面积乃至一定方向上的投影面积与某种规定的粒度的相应次方的关系，而这些次方的比例关系又常称为形状系数。

形状指数：形状指数与形状系数不同，它与具体物理想象无关，对颗粒外形本身，用各种数学式进行表达。

5、粒度的测量方法1）、筛分析：让粉体试样通过一系列不同筛孔的标准筛，将其分离成若干个粒级。

第二章粉体粒度分析及测量1.粉体：由无数相对较小的颗粒状物质构成的一个集合体。

2.三轴径：以颗粒的长度，宽度和高度定义的粒度平均值称为三轴径。

3.投影径：Feret diameter (a) : 在特定方向与投影轮廓相切的两条平行线间距.Martin diameter (b): 在特定方向将投影面积等分的割线长.Krumbein diameter (c)：(定方向最大直径）最大割线长Heywood diameter (d)：(投影面积相当径): 与投影面积相等的圆的直径.4.形状指数：将表示颗粒外形的几何量的各种无因次组合称为形状指数, 它是对单一颗粒本身几何形状的指数化.（扁平度，伸长度，表面积，体积形状因数，球形度）5.形状系数：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。

用来衡量实际颗粒与球形(立方体等)颗粒形状的差异程度,比较的基准是具有与表征颗粒群粒径相同的球的体积,表面积,比表面积与实际情况的差异。

6.颗粒粒度的测量：（1）沉降法：当光透过悬浮液的测量容器时，一部分光被放射或吸收，另一部分光到达光传感器，将光强转化为电信号。

透过光强与颗粒投影面积有关，颗粒在力场中沉降，可用托克斯定律计算其粒径大小，从而得到累积粒度分布。

重力场光透过沉降法：测量范围为0.1~1000微米，悬浮液密度差大时，颗粒沉降速度快。

中科院马兴华发明了图像沉降法。

将沉降过程可视化。

离心力场透过沉降法：该法适合测纳米级颗粒可测量0.007~30微米的颗粒，与重力场相结合，上限可提高到1000微米。

（2）激光法：常见的有激光衍射法和光子相干法，重复性好，测量速度快，但对几纳米的式样测量误差大，范围为0.5~1000微米。

7.颗粒形状的测量与表征：图像分析法和能谱法。

傅里叶级数表征法和分数维表征法第三章 粉体的填充与堆积特性1. 粉体的填充指标：（1）容积密度：在一定填充状态下，单位填充体积的粉体质量，也称表观密度（p B =填充粉体的质量/粉体填充体积）（2）填充率：在一定填充状态下，颗粒体积占粉体的比率（ =粉体填充体的颗粒体积/粉体填充体积εφ-==1V Vp ）（3）空隙率：空隙体积占粉体填充体积的比率V Vc V Vp V =-=ε2. 等径球体的规则填充：（1）两种约束方式（正方形，特征是90度角；等边三角形，特征是60度角）（2）三种稳定构成方式(a.下层球的正上面排列着上层球b.下层球和球的切点上排列着上层球c.下层球间隙的中心排列着上层球)3. 六种填充模型：（正方系）立方最密填充（最疏），正斜方体填充，面心立方体填充，（六方系）正斜方体填充，楔形四面体填充，六方最密填充（最密）。