粉体工程学第2章

扁平度=短径/厚度=b/t
Zingg系数F=长短度/扁平度=lt/b2
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2、体积充满长fV 颗粒的外接立方体与颗粒体积之比
3、面积充满度fS
颗粒面积和最小外接矩形面积之比 4、球形度
真球形度为与颗粒等体积的球体表面积和颗粒表面积之比
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面积等于颗粒投影面积 的圆的直径 W 颗粒投影圆最小外接圆 的直径
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颗粒形状的数学分析方法：Fourier方法、方波函数 和分数维（分形）方法
分形（fractal)几何学是一门以非规则几何形态为研究对象 的几何学
⑴从整体上看，分形几何图形是处处不规则的
⑵在不同尺度上，图形的规则性又是相同的
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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,也可以 梢加推广，认为点是零维的
与连续粒度体系相比，不连续粒度体系更易形成紧密填充， 以提高强度。 根据对实际粉体的研究，粗颗粒在65%时填充最紧密。 在耐火材料的实际生产中，根据实践总结出三级配料的方法 即所谓“两头大，中间小”的确定颗粒配料的原则。
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2、加压压密填充
施加压力：可以减少颗粒间的相互作用力、 粘附力等的作用，使粉体的密度增大。
休止角：粉体的自由表面与水平面所能形成的最大夹角。
它表明易流动性粉体的活动平衡性，可将休止 角看作粉体的“粘度”
实质：粉体在比较粗的状态下靠自重运动所形成的角
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1)堆积法（注入法）
粉体通过小孔，慢慢地落到平板上，形成圆锥形堆积， 而测定堆积体的倾钭角

粉体第2章作业题1、证明：DnL·DLS=DnS2；DnL·DLS·DSV=DnV32、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 31003、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、试计算直径为10、1.0、0.1、0.01、0.001μm的球形颗粒群形成的T孔隙和R孔隙入口在20℃水中的抽吸压力。

（20℃时，水的表面张力为72.75′10-3N/m）2、二个直径为1mm的玻璃球相接触，接触点含水，钳角为600。

2/3 V
S
2.3 尺寸（粒度）分布
粒度分布： 颗粒群中大小不同的颗粒所占的分
量；即将颗粒群范围划分为若干级别， 各级别粒子占颗粒群总量的百分数。
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（1）频率分布
在表粉 示体 ）D样 的p 品颗12中粒D，（p 某与之一相粒对度应（的D颗）p 粒范个围数内为（用） 在样品中出现的n p百分数（%），即为频率分布。
度为η的无限容积中做沉降运动。
几个假定： 1）颗粒为刚性球体， 2）颗粒沉降时互不干扰， 3）颗粒下降时做层流流动， 4）液体的容器为无限大且不存在温度梯度。
颗粒运动方程：令颗粒在任一瞬间的沉降速度为u 。颗粒沉
降时作用在颗粒上的力有三个，方向向下的重力W，方向向上
的浮力Fa，与沉降速度相反的流体阻力FD，此时颗粒运动的方
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2、筛分法
利用筛孔尺寸由大到小组合的一套筛,借助振动把粉末分成若干等级,称 量各级粉末重量,即可计算用重量百分数表示的粒度组成。 筛分法的度量：
筛孔的孔径和粉末的粒度可以用微米(毫米),或目数表示。 所谓目数是指筛网1英寸(25.4毫米)长度上的网孔数。
m=25.4/(a+b) , m目数, a 网孔尺寸,b丝径。
以个数为基准
1
1
D
nd nd
fnd
fnd
以质量为基准
1
1
D
d 3
d 3
f w d 3
f w d 3
fn和fw分别为个数基准与质量基准的频率分布
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平均粒径中个数基准和质量基准的换算公式？
1
1
nd r nd q
pq
D[3,2]:22.748um

《粉体工程与设备》课程教学大纲
一、基本信息
课程编号：01A32203 课程名称：粉体工程与设备
英文名称： Powder Engineering and Equipments 课程类型: □通识必修课 □通识核心课 □通识选修课 □学科基础课
■专业基础课 □专业必修课 □专业选修课 □实践环节
总学时：72
讲课学时：72
实验学时：0
学 分：4
适用对象：材料科学与工程专业本科生
先修课程：材料力学、机械设计基础、热工基础、流体力学、无机非金属材料科学基础、无机非金属
材料工艺学等理论课程和技术课程
课程负责人：姜奉华
二、课程的性质与作用
《粉体工程与设备》是材料科学与工程专业的一门专业基础课，其任务是粉体基本性质和粉体制备和 处理单元操作的基本理论及相关机械设备的构造、工作原理、设备选型计算方法。使学生对粉体材料生产 中的机械设备类型、构造、工作原理、工作参数及性能、用途有全面、系统和深入的理解，熟悉和掌握粉 体制备和处理的基本理论、各单元操作的特点及关键，熟悉相关机械设备的构造、工作原理及性能，能正 确进行设备选型，并为开发粉体工程新设备奠定基础。
难点：液桥作用力的分析
[授 课 方 法] 以课堂教学为主，课外学生自学为辅
[授 课 内 容]
第一节 粉体层的液体
第二节 粉体表面的湿润性
第三节 液体架桥
第四节 液体在粉体层毛细管中的上升高度
第五节 粉体润湿的应用
第五章 粉体的流变学
建议学时：6
[教学目的与要求] 掌握用直剪试验方法求粉体的内摩擦角及库仑粉体破坏包络线方程的意义；熟悉
二、不同尺寸球形颗粒的填充
三、实际颗粒的堆积
四、不同尺寸颗粒的最紧密堆积