粉体工程及设备(2)
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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定向径:在显微镜下按一定方向测得的颗粒投影轮廓的长度称为定向径。
粉体工程与设备(基础篇)知到章节测试答案智慧树2023年最新济南大学绪论单元测试1.本课程的主要内容有:参考答案:粉体的表征;粉体的堆积与填充;粉体的润湿与颗粒流体力学;粉体的基本形态第一章测试1.原级颗粒是()形成的粉体颗粒。
参考答案:最先2.PM2.5是指环境空气中颗粒物的当量粒径小于2.5()的颗粒物。
参考答案:微米3.下列哪一种不是粉体粒径大小的表示方法()。
参考答案:表面积“m2”4.球形颗粒的扁平度为()。
参考答案:15.球形颗粒的表面积形状因数为()。
参考答案:π6.粉体物料的样品中,粒径的累积分布为50%的粒径是()。
参考答案:中位粒径7.若一粉体符合R—R粒度分布,在R—R图上粒度分布直线越陡峭,则该粉体的()。
参考答案:粒度分布越均匀8.标准偏差σ表示粒度频率分布的离散程度,其值越小,说明分布越()。
参考答案:集中9.在等径球体规则填充模型中,()填充模型空隙率最大。
参考答案:立方体填充10.粉体随机填充时,紧挨着固体表面的颗粒形成一层与表面形状相同的料层称为()。
参考答案:壁效应第二章测试1.粉体表面的润湿角θ在90°<θ≤180°为浸渍润湿。
参考答案:错2.形成液桥的临界湿度为65%。
参考答案:对3.颗粒在流体中沉降受到的力为重力、浮力和阻力,其中沉降速度越大阻力越大。
参考答案:对4.颗粒在流体中沉降受到的阻力与流体的雷诺数有关。
参考答案:对5.湍流区的阻力系数是雷诺数的函数,随着雷诺数变化,不是常数。
参考答案:错6.根据颗粒雷诺数的大小,球形颗粒沉降情形下大致可分为层流区、过渡区和湍流区。
参考答案:对7.在重力场中的沉降可以将细颗粒甚至胶体从流体中分离出来。
参考答案:错8.若单位时间的流量为Q,流体粘度为μ,颗粒层迎流断面面积为A,层厚为L,压力损失为ΔP,得到平均流速与ΔP成正比。
参考答案:对9.颗粒在离心场中流体内的沉降速度不大于其在重力场中的沉降速度。
粉体工程粉体工程是一门涉及粉末物料的制备、处理、传输、储存、包装、流动、混合等各个方面的工程领域。
它是一种独特而复杂的工艺,需要灵巧的工艺技能和深厚的理论知识。
粉体工程器件应用范围广泛,涵盖了医药、化工、食品、环保、能源等各个行业。
在本篇文章中我们将会从以下几个方面来详细探讨粉体工程的设备、原理、工艺等方面的知识。
一、粉体工程设备1、粉碎设备粉末的制备是粉体工程的首要任务,通过粉碎设备将原料破碎成粉末是最基本的粉末制备方法。
常用的粉碎设备有:颚式破碎机、圆锥式破碎机、滚筒式破碎机等。
这些破碎机可以将原材料破碎成均匀细小的颗粒,为后续的加工和处理提供了条件。
2、混合设备粉末混合是粉体工程中最常见的一种操作,混合器主要作用是将相同或不同种类的粉末物料混合在一起,形成一种新的物料。
根据混合粉末的要求,可以选择不同的混合设备。
如:普通型搅拌机、飞散混合机、双轴式强制混合机、高剪切混合机、流化床混合机等等。
3、流化床设备粉体工程中的流化床是一种广泛应用的设备,主要用于熔融制备、干燥、喷雾干燥、颗粒化等工艺。
流化床的工作原理是将气体或液体流经粉末床层,产生流化状态,使粉末均匀分布并形成充分的接触,从而加快化学反应和热传递。
流化床的设备形式多种多样,可以有圆形、方形、长条形等不同的类型,通常都包含燃烧室、气体分布装置和颗粒床层组成。
4、烘干设备在粉体工程中,烘干是一项重要工艺,目的是去除物料中的水分,使其满足后续加工的需要。
常见的烘干设备有:传统的批式烘干器、连续式烘干器、真空烘干器、气流式烘干器、喷雾烘干器等。
这些烘干设备在不同的工艺操作中都有着特定的用途和优缺点,需要根据不同的实际情况来选择。
二、粉体工程原理1、粉末物理学物理学原理是所有粉体工程操作的基础,它理解了物料的粒度、形状、密度等基本特性,并建立了与这些属性相关的工艺知识。
物理学原理中的一些基本概念,如密度、粒度分布和物料流动性等,对粉末的特性和操作有着深远的影响。
《粉体工程与设备》课程指南粉体工程与设备课程编码:01422010英文名称:Powder Engineering and Equipment课程类别:专业必修课先修课程:机械零件设计、流体力学与设备开课学期:6开课单位:材料科学与工程学院计划学时:70学 分:4授课教师:陶珍东、姜奉华、王介强、张学旭、孙杰景、徐红燕等 课程简介:粉体的制备与处理在现代材料科学与工程中占有极其重要的地位,在各种新材料的研究和开发过程中,高性能粉体的制备甚至成为关键环节。
随着现代科学的飞速发展,粉体工程的跨学科性及学科边缘性和综合性特点日益突出。
本课程是针对材料科学与工程专业科生开设的课程。
本课程的主要任务:系统介绍粉体的几何、填充、流变、力学等基本性质、破碎与粉磨、分级与分离、混合、输送与计量等粉体制备和处理中各种单元操作的基本理论以及相关机械设备的构造、工作原理、设备工艺选型计算方法等,并及时介绍粉体工程领域中技术和机械设备研究开发的最新理论成果及发展动态。
同时配合粉体工程综合实验,使学生了解并学会粉体工程科学研究的思路和方法。
本课程的目的:通过课程学习,使学生从粉体的基本性质出发,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,熟悉各单元操作的各种机械设备的构造、工作原理及性能,能正确进行工艺设备选型,并为开发新的粉体工程设备奠定基础。
教材资料:(一)教材陶珍东,郑少华,《粉体工程与设备》,化学工业出版社,2010年。
(二) 主要参考资料1、盖国胜等,《超细粉碎分级技术》,中国轻工业出版社,2000年。
2、郑水林,《超细粉碎原理、工艺设备及应用》,中国建材工业出版社,1993年。
3、卢寿慈,《粉体加工技术》,中国轻工业出版社1999年。
4、李凤生等,《超细粉体加工技术》,国防工业出版社,2000年。
教师简介:陶珍东,男,博士,教授,硕士生导师。
研究领域:粉体科学与工程、材料加工工程。
姜奉华,男,博士,副教授;研究领域:姜奉华,男,工学博士,济南大学副教授;研究领域:主要从事硅酸盐材料、固体废弃物综合利用、纳米材料等。
粉体工程一、粉末的性能与表征1.粒径:粉末体中,颗粒的大小用其在空间范围所占据的线性尺寸表示,称为粒径。
2.粒径的表示方法:①几何学粒径②投影粒径③筛分粒径④球当粒径。
3.粉体粒径的分布常表示成频率分布和累积分布:①粒径分布的表格、直方图、曲线可直观地反映粉体粒径的分布特征。
②数字函数表达式有:正态分布;对数正态分布;Rosin—Rammler分布;RRB方程能较好地反映工业上粉磨产品的粒径分布特征。
4.平均粒径:若将粒径不等的颗粒群想象成自由径为D的均一球形颗粒组成,那么其物理特性可表示为f(d)=f(D),D即表示平均粒径。
5.粉末的测量方法:显微镜法;激光衍射法;重力沉降光透法;筛分法。
平均粒径测量方法:比表面法。
6.粉末的性质:堆积性质;摩擦性质;压缩性质与成形性(压制性)。
安息角:又称休止角、堆积角,它是指粉体自然堆积时的自由表面在静止平衡状态下与水平面所成的最大的角度。
(用来衡量与评价粉体的流动性)。
在0.2mm以下,粒径越小而休止角越大,这是由于微细粒子间粘附性增大导致流动性降低的缘故。
粉体颗粒形状愈不规则安息角愈大,颗粒球形愈大粉体流动性愈好其安息角就愈小。
二、粉体表面与界面化学1.粉末颗粒的分散:①在气相中,主要受范德华力、静电力、液桥力,分散方法,机械分散、干燥分散、颗粒表面改性分散、静电分散、复合分散;②在液相中,主要受范德华作用力、双电层静电作用力、空间位阻作用力、熔剂化作用力、疏液作用力,分散调控有,介质调控、分散剂调控、机械调控和超声调控。
2.颗粒表面改性:粉末颗粒表面改性:用物理,化学,机械方法对颗粒表面进行处理,根据应用的需要有目的的改变颗粒表面的物理化学性质,如表面晶体结构和官能团,表面能、界面润湿性,电性,表面吸附性和反应特性等,以满足现代新材料,新工艺和新技术发展的需要。
3.改性方法:①表面化学改性:偶联剂表面改性、表面活性剂改性、高分子分散剂改性、接枝改性;②微胶囊包覆——化学法、物理法、物理化学法;③机械化学改性;④原位聚合改性——无皂乳液聚合包覆法、预处理乳液聚合法、微乳液聚合法。
粉体工程及设备粉体工程是一门研究颗粒性物料(包括粉体和颗粒)、其加工与处理设备以及加工过程中发生的各种现象的科学。
颗粒物料的性质取决于他们的成分和颗粒结构,包括颗粒大小、形状、孔隙结构、表面活性等。
这门学科的主要目标是以物理、化学和数学等原理为基础,提供粉体和颗粒材料加工(如干燥、混合、粉碎、筛分、分离、流态化、热处理等)的理论、设计与实施。
颗粒物料包括各种各样的产品和废料,例如聚合物、金属、陶瓷、矿物、食品和药品。
它们在很多工业领域都有应用,例如在塑料、橡胶、涂料、油漆、化肥、化学、医药、陶瓷、矿物加工、食品和饮料等。
现代粉体工程和设备科学开展的现象研究包括颗粒之间的接触力学、颗粒群体的流动(也称为颗粒流动)、颗粒的破碎、颗粒的聚集、颗粒的过滤和颗粒的振动行为。
粉体工程设备是指用于制备或处理粉状物质的设备,包括破碎设备(如破碎机、研磨机)、筛分设备(如振动筛、气流筛)、混合设备(如混合器、混凝土搅拌机)、烘干设备(如流动床干燥器、旋转干燥器)、除尘设备(如袋式除尘器、电除尘器)以及输送设备(如螺旋输送机、气力输送机)等。
由于颗粒材料的特性和应用广泛,粉体工程和设备在很多重要的工业生产中起着关键的作用。
例如,在化学工业中,大部分的原料和产品都是颗粒材料,它们的孔隙结构、颗粒大小和形状对化学反应过程、物料传递和产品性能有着重要的影响;食品和制药工业也大量使用颗粒物料,它们的加工过程中涉及到颗粒物料的干燥、混合、破碎和筛分等各种操作。
由于粉体工程和设备涉及的问题复杂多变,尤其是涉及颗粒与颗粒之间,颗粒与设备之间复杂的相互作用,因此,这个领域需要对流体动力学、热力学、化学反应工程、材料科学、微观力学以及计算方法等进行深入研究。
总的来说,粉体工程是一门涉及到计算机模拟、实验研究和工业应用的交叉学科,它的目标是通过理论研究和应用开发,为粉体和颗粒材料加工提供科学的理论依据和高效的工程解决方法。
它的研究不仅能够推动颗粒材料加工技术的创新和应用,也对提高我们对颗粒和粉体物质性质和行为的理解,增进我们对颗粒和粉体工程设备性能和设计的知识都有着重要的意义。
粉体工程与设备讲解粉体工程与设备是指将固体材料进行粉碎、干燥、颗粒化、混合等处理的一种技术与设备体系。
这些技术和设备在许多工业领域中有广泛的应用,如化工、冶金、建材、医药等。
在这些领域中,粉体工程与设备可以实现材料的细化、均质性提高、质量控制等效果,并且能够提高生产效率和产品质量。
1.粉碎设备:粉碎设备用于将原料进行粉碎处理,将固体材料细化和均质化。
常见的粉碎设备有破碎机、磨粉机、颚式破碎机等。
这些设备通过机械力的作用将物料进行破碎,使其达到所需的粒径和形状要求。
2.干燥设备:干燥设备主要用于将湿度高的物料进行干燥处理,降低湿度以满足工艺要求。
常见的干燥设备有烘干机、流化床干燥机、喷雾干燥机等。
这些设备通过加热或者利用气流将物料中的水分蒸发出来,从而实现干燥效果。
3.颗粒化设备:颗粒化设备用于将散状的物料进行颗粒化处理,将其变成一定大小和形状的颗粒。
常见的颗粒化设备有造粒机、压片机等。
这些设备通过施加压力或者利用液滴的凝固作用将散状物料粘合成颗粒,并且控制颗粒的大小和形状。
4.混合设备:混合设备用于将不同性质的物料进行混合,达到均一混合的效果。
常见的混合设备有搅拌机、混合机、螺旋搅拌机等。
这些设备通过机械搅拌的作用将不同的物料混合在一起,并且控制混合的均匀性和时间。
5.分离设备:分离设备用于将物料中的杂质或者不同颗粒大小的物料进行分离,实现筛选和分级的效果。
常见的分离设备有筛分机、离心机等。
这些设备通过筛孔大小或者离心力的作用将物料进行分离,并且实现杂质的除去或者颗粒大小的分级。
除了上述设备,还有一些辅助设备和控制系统用于辅助生产和控制工艺参数,如输送设备、加料设备、粉尘收集装置、液体添加装置等。
总而言之,粉体工程与设备是一个结合了物料工程、机械工程、控制工程等多个专业知识的跨学科领域。
通过先进的粉体工程设备,可以实现对物料的粉碎、干燥、颗粒化、混合等处理,提高工艺效率、产品质量和生产安全性。