《粉体工程与设备》课程指南

粉体工程与设备课程设计1. 前言在粉体工程领域，粉体设备的设计是非常重要的。

在本次课程设计中，我们将探讨粉体工程的一些基本概念和粉体设备的设计，以及在设计过程中需要考虑的一些因素。

本课程设计旨在为学生提供粉体工程和设备设计的基础知识和技能。

2. 粉体工程的基本概念粉体是指固体的小颗粒，在自然界和人工生产中都有广泛应用。

粉体工程是研究分散相为粉体的多相流动、传热、传质和反应过程以及如何利用粉体进行加工的科学。

在粉体工程中，常用的粉体流的状态包括气固、液固和固固。

3. 粉体设备的设计粉体设备设计包括选用合适的设备规格和设备设计参数，以满足粉体的工艺要求和产品质量。

常见的粉体设备有粉碎设备、混合设备和干燥设备。

3.1 粉碎设备粉碎设备可以将不同规格的粉体破碎成所需的粉体大小。

粉碎设备的选择和优化主要考虑粉体的性质、要求的粉体尺寸、生产能力和工艺要求。

3.2 混合设备在粉体加工过程中，通常需要混合多种不同的原料或者不同颗粒大小的粉体。

混合设备通过将多种原料混合来制备均匀的混合物以达到生产要求。

在混合设备的设计中，常考虑的因素包括混合时间、混合强度和混合后的产品性质。

3.3 干燥设备在粉体生产中，通常需要对湿粉体进行干燥并保证干燥后的粉体质量。

常见的干燥设备包括流化床干燥机、旋转干燥机和吸湿烘箱。

在干燥设备的设计中，需要考虑的因素包括干燥温度和时间、干燥稳定性和粉体的最终湿度等。

4. 粉体设备的选型粉体设备的选型需要综合考虑粉体的性质、工艺要求、经济性和设备先进性等多方面的因素。

在设备选型过程中，常见的方法包括基于经验的和基于模型的两种。

4.1 基于经验的选型基于经验的选型方法主要依靠项目经验和提供给制造商的细节技术规范书来确定设备，这种方法常用于简单工艺和单一的粉体材料。

4.2 基于模型的选型基于模型的选型方法通常通过数值模拟和实验测试数据来确定设备参数，这种方法可以适应复杂工艺和不同粉体物料的需求。

5. 粉体设备的优化设计粉体设备的优化设计主要针对提高生产效率和降低生产成本。

《粉体工程》教学大纲课程编号：11110090 课程类别：专业基础课课内学时：45 适用专业：材料科学与工程先修课程：机械设计基础、材料工程基础教材：粉体工程与设备，陶珍东，化学工业出版社，2003参考书：1．粉体技术导论，陆厚根，同济大学出版社，19982．粉体加工技术，卢寿慈，中国轻工出版社，20003. 粉体工程，张少明，中国建材工业出版社，1994一、课程的性质、教育目标及任务粉体工程是以颗粒和粉状物料为对象,研究其基本性质及加工、处理技术的一门新兴的应用学科,是材料科学与工程专业的专业基础课。

该课程讲述粉体科学技术的基本知识，理解粉体加工过程的基本原理，掌握粉体加工设备的选型计算、工艺流程设计等方法，培养学生的工程素质,为后续专业课程打下必要的基础。

二、教学内容及基本要求1．粉体的基本性质了解粉体的粒径、粒径分布、形状系数以及粒度和形状的测量方法；理解粉体的堆积性质和摩擦性质；掌握粉体的粒度分布方程。

2．粉碎了解粉碎比、易磨性、超细粉等基本概念；了解粉碎机理和基本方法；理解粉碎功耗定律；掌握各种破碎设备和粉磨设备的工作原理和结构及应用特点，掌握粉体粉碎加工工艺流程。

3．分级了解分级、筛制、筛分的概念；理解分级效率和各种流体力学分级设备的工作原理；掌握重力分级机、离心分级机、旋风式分级机、水力分级机等分级设备的应用特点。

4．分离了解分离的概念、分离和分级的区别、固液分离的方法；掌握各种固气分离设备的工作原理和应用特点，掌握废气收尘系统的工艺流程。

5．流体输送了解流体输送的优点和缺点；了解固气比的概念；理解气力输送的工作原理；掌握各种流体输送设备的工作原理和应用特点。

6．造粒了解造粒的概念和工业意义；掌握各种造粒方法；了解各种造粒设备的结构和应用特点。

7．混合了解混合的概念以及目的和的作用；理解混合效果的概念；掌握各种混合设备的工作原理和应用特点。

8．粉体的表面改性了解粉体表面改性的意义和表面改性的评价指标；理解表面改性的机理；掌握各种表面改性方法。

《粉体⼯程》课程教学⼤纲《粉体⼯程》课程教学⼤纲课程代码：050541011课程英⽂名称：Powder Engineering课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0适⽤专业：粉体材料科学与⼯程类⼤纲编写（修订）时间：2017.3⼀、⼤纲使⽤说明（⼀）课程的地位及教学⽬标（1）课程地位1.课程地位：本课程是⾼等⼯业院校粉体材料与⼯程类各专业开设的⼀门必修的专业⽅向课。

2.教学⽬标：本课程重点使学⽣掌握粉体⼯程的基本知识、基本理论和基本⽅法；着重培养学⽣运⽤粉体⼯程知识分析和解决粉体⼯程中实际问题的能⼒，具备初步制备各种粒度粉体的基本技能。

（⼆）知识、能⼒及技能⽅⾯的基本要求1. 知识⽅⾯的基本要求：掌握粉体⼯程的基本原理、基础知识和基本⽅法。

粉末的性能与表征⽅法、粉体的表⾯与界⾯化学等基本概念和特点；粉体制备的基本知识；矿物材料破碎的设备及其⼯作原理和特点；细粉制备的粉磨设备、⼯作原理及其性能；超细粉制备的设备、⼯作原理及性能；粉体分级⽅法、分级设备的原理和性能；固⽓分离和固液分离⽅法及分离设备的⼯作原理和性能；粉体输送⽅法及输送设备⼯作原理及性能；粉体混合造粒⽅法、设备及⼯作原理；粉体应⽤等。

2. 能⼒⽅⾯的要求：掌握粉体⼯程基础知识，具备运⽤粉体⼯程的基础知识对有关粉末材料的性能、粉体制备实验现象和实验结果进⾏综合分析的能⼒；具备利⽤粉体⼯程知识进⾏粉体制备和应⽤的初步能⼒。

本课程为粉体材料与⼯程类各专业毕业设计的学习打下良好的粉体⼯程基础。

3. 技能⽅⾯的要求掌握不同粒度粉体制备和性能表征⽅法、具有初步粉体制备实验技能、编制技术⽂件技能等。

（三）实施说明1．教学⽅法课堂讲授中重点对基本概念、基本⽅法、基本原理和分析问题的思路进⾏讲解；采⽤启发式教学，培养学⽣思考问题、分析问题和解决问题的能⼒；引导和⿎励学⽣通过实验、作业和⾃学，调动学⽣学习的主观能动性，培养学⽣的⾃学能⼒；增加讨论课，调动学⽣学习的主观能动性；讲课中要联系专业实际注重培养学⽣的⾃主创新能⼒。

粉体工程课程教学大纲课程名称：粉体工程课程编号：16118528学时/学分：24/1.5开课学期：6适用专业：材料科学与工程专业课程类型：院系选修课一、课程说明粉本课程是材料科学与工程专业的一门院系选修课。

通过本课程的学习，要求学生掌握粉末粒径与粒径分布的基本理论，各种粒径测试方法的理论与技术，粉体性质表征的理论与技术。

掌握材料粉末与超微颗粒的制备工艺原理与过程。

掌握粉体工程中粉碎、分级、分离、干燥、运输、粒化与均化等主要的单元过程的理论与技术。

了解粉体科学与技术的发展趋势。

二、课程对毕业要求的支撑毕业要求2问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析材料复杂工程问题，以获得有效结论。

指标点2.2：能够应用物理、化学知识对材料的组成、结构、物相、性能以及相互关系进行识别、表达和分析，并获得有效结论。

毕业要求4研究：掌握材料结构和性能的分析方法、实验设计和材料的制备与加工工艺，具备设计和开展实验的能力，并能对实验结果进行有效分析并得到合理有效的结论。

指标点4.1：掌握材料制备与加工的方法和相关设备，能够根据材料研究的需求选择不同设备、工艺条件、操作过程，并能对结果进行分析，得到合理有效的结论。

三、课程的教学目标1.理解粉体材料的制备与加工、性能及其相互关系。

2.掌握粉体材料的制备、加工和应用等工程问题的基本原理和专业知识。

四、课程基本内容和学时安排1．颗粒物性(4学时)知识点：颗粒粒径和粒度分布、颗粒形状、颗粒的表面现象、颗粒间的作用力、颗粒的团聚与分散；重点：粒度分布规律，粒度分布方程、粉体的凝聚力。

2．粉体物性（4学时）知识点：颗粒堆积参数、球形颗粒的堆积、粉体的磨擦性、粉体流动性、颗粒堆积参数、球形颗粒的堆积、粉体的磨擦性、粉体流动性；重点：颗粒的填充结构、磨擦性和流动性。

3．颗粒流体力学（2学时）知识点：颗粒在流体中的沉降和悬浮；重点：颗粒的沉降速度求解的Stokes公式和沉降速度的讨论。

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项目名称年产3000吨碳化硅微粉的生产线的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目录一、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。

粉体工程（Powder Engineering）课程编号：07310200学分： 3学时：45 （其中：讲课学时：45 实验学时：0 上机学时：0）先修课程：高等数学、数理统计与概率论、工程力学、流体力学适用专业：无机非金属材料专业本科三年级学生教材：《粉体工程与设备》，陶珍东，郑少华主编，化学工业出版社，2003年版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：《粉体工程》是材料类专业的一门技术基础课程，它建立在数学、力学等课程知识的基础之上，为无机材料类专业后继课程的学习及从事专业技术工作打好坚实的基础。

它的主要任务是通过课堂教学法使学生掌握粉体的几何形态、颗粒群的构造特性、粉体的流动和流变特性、粉体力学和颗粒流动力学的基本原理，获得关于粉体技术的基本理论知识，提高解决粉体处理的工程技术问题的能力。

二、课程的基本内容及要求：一、绪论1、教学内容（1）本课程的目的、性质和主要内容（2）本课程与其它课程的关系、课程学习方法2、基本要求（1）了解本课程的目的、性质和主要内容；（2）了解本课程与其它课程的关系、课程学习方法。

二、颗粒的几何形态特征1、教学内容（1）颗粒的粒径三轴径、球当量径、圆当量径、统计平均径和筛分径等（2）粒度分布频率分布、累积分布、正态分布、对数正态分布、罗辛-拉姆勒分布（3）颗粒形状形状因子和形状指数（4）形状数学分析 Fourier分析、分数维方法（5）粒度测量方法及选择筛分法、显微镜法、沉降法、激光法等其它方法2、基本要求（1）了解颗粒几何形态特征；（2）掌握颗粒粒径和颗粒群粒度分布的表征方法及其测量方法。

三、颗粒群聚集特性1、教学内容（1）颗粒填充结构均一球形颗粒群的规则填充与实际填充结构、非均一球形颗粒的填充结构、不同粒径球形颗粒的规则填充结构（2）颗粒间附着力分子间引力、静电引力、附着水分的毛细管力、磁性力和机械咬合力（3）湿颗粒群特性填充层内的四种类型的液相静态、液体架桥、颗粒间持液量、抽吸势和液体在粉体层毛细管中的上升高度2、基本要求（1）了解颗粒群的堆积构造特性；（2）了解粉体层的粘附力及其影响因素；（3）掌握填充层内的四种类型的液相静态，了解液体架桥、颗粒间持液量、抽吸势的概念。

《粉体工程》教学大纲二、课程目的和任务本课程主要研究颗粒和粉状物料的性质及加工、处理技术。

本课程以材料工业生产过程及研究工作中带有普通性及共同性的内容为主，介绍“粉体工程”的基本理论和原理，粉体制备与处理工艺及装备技术。

使学生掌握粉体堆积、流动、力学等基本特性，气固二相流的基本理论、基础知识，掌握粉体操作处理过程中所涉及的设备、工作原理，特性参数与性能等知识。

能够合理地运用本学科的基本理论和原理实现粉体加工要求的工艺及装备技术，并能从粉体科学的角度，对粉体基本特性表征；从粉体工程的角度，正确掌握和合理运用实现加工要求的工艺及装备技术，对粉体单元操作过程与系统进行优化选择。

培养学生分析、解决粉体工程实际问题的能力及研究开发的初步能力。

三、本课程与其它课程的关系本门课程的重点是粉体工程的基本理论与实践，其必需的先修课程主要有《物理化学》、《无机化学》、《无机材料科学基础》等。

本课程是学生学习《无机非金属材料工艺学》、《耐火材料》等专业课程的基础。

粉体工程学是研究无机非金属材料生产加工的重要专业课程，对学生今后的工作有实际的指导意义。

四、教学内容、重点、教学进度、学时分配（一）颗粒物性（5学时）1、主要内容颗粒粒径和粒度分布；颗粒形状；颗粒的表面现象和表面能；颗粒间的作用力；颗粒的团聚与分散2、重点颗粒粒径和粒度分布、颗粒间的作用力。

3、教学要求了解颗粒的形状；理解粒度分布、颗粒间的作用力；掌握颗粒粒径计算及粒度分布，颗粒在空气中团聚的原因及分散方法。

（二）粉体物性（5学时）1、主要内容粉体堆积参数；球形颗粒的堆积；粉体的摩擦性；粉体的流动性。

2、重点粉体堆积参数、粉体休止角、库仑定律。

3、教学要求了解球形颗粒的堆积方式及类型，颗粒物性定义；理解球形颗粒堆积产生的空隙率的计算；理解并掌握休止角，库仑定律等概念。

（三）颗粒流体力学（4学时）1、主要内容颗粒在流体中运动的基本概念；颗粒在流体中的运动情况；流体通过颗粒的情况。

《粉体工程》课程教学大纲课程编号：080406课程名称：粉体工程英文名称：Powder Engineering课程类型：专业课课程要求：必修学时/学分：64/4. 0 （讲课学时：56实验学时：8）适用专业：功能材料一、课程性质与任务粉体工程是功能材料专业学生学习和掌握材料制备过程中涉及的粉体材料的表征、制备、贮存与运输等技术知识的专业课。

本课程在教学内容方面若重基本知识、基本理论和基本制备方法的讲解；在实践能力方面着重表征手段和基本制备方法的基本训练，使学生对粉体材料的制备与表征有一定了解并具有一定的实验能力。

二、课程与其他课程的联系本课程是在学习了材料科学基础、材料物理化学、材料现代测试技术、功能材料物理性能等大量学科基础课后学习的，为将来学习特种陶瓷、功能复合材料做好基础，为从事相关粉体材料的制备做好准备。

该课程的学习需要应用之前所学习的学科基础课的基础知识，通过学习该课程能够从事相关的研究、设计工作。

三、课程教学目标1. 学习粉体材料的基础知识和基本理论知识，了解粉料技术指标的相关规定。

（支撑毕业能力要求1, 3, 4, 12）2. 学习粉体材料的粒度表征手段极其方法，掌握粉料物理、化学性能分析方法，具备针对不同粉体材料合理选择分析手段的能力。

（支撑毕业能力要求3, 4, 5, 7, 12）3. 学习固相法、液相法制备粉体的工艺技术及其基本理论，掌握化学法和物理法制备超微粉的基本工艺过程，具备开展超细粉体材料试验设计的能力；（支撑毕业能力要求1, 3, 4, 5, 7）4. 学习粉体材料的分散与输送技术，掌握粉体材料的均化技术。

（支撑毕业能力要求1, 3, 4,5, 7）5. 了解粉体的应用领域和粉体材料的危害与存储，具备环保意识和安全意识。

（支撑毕业能力要求3, 4, 5, 7）四、教学内容、基本要求与学时分配六、教学方法本课程以课堂教学为主，结合实验、课堂讨论、期末考试等教学手段和形式完成课程教学任务。