第一章-颗粒特性

第一章土的物理性质和工程分类1.1 土的形成1、工程上遇到的大多数土都是在第四纪地质历史时期内所形成的。

第四纪地质年代的土又可划分为更新世、全新世两类。

其中第四纪全新世（Q4）中晚期沉积的土，亦即在人类文化期以来所沉积的土称为新近代沉积土，一般为欠固结土（未完全固结的土，会有持续的沉降），强度较低。

表1 土的生成年代2、土的分类：第四纪土由于其搬运和堆积方式不同，又可分为残积土（通常为粗粒土）、运积土（通常为细粒土）两大类；3、残积土：残积土是指母岩表层经风化作用破碎成为岩屑或细小矿物颗粒后未经搬运，残留在原地的堆积物。

他的特征是颗粒粗细不均、表面粗糙、多棱角、无层理。

4、运积土：是指风化所形成的土颗粒，受自然力的作用，搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物。

其特点是颗粒经过滚动和相互摩擦，颗粒因摩擦作用而变圆滑，具有一定的浑圆度。

5、根据搬运的动力不同，运积土又可分为如下几类：坡积土、洪积土、冲积土、湖泊沼泽沉积土、海相沉积土、冰碛土、风积土。

6、风化作用包括：物理风化（原生矿物）、化学风化（次生矿物）、生物风化。

7、物理风化：岩石和土的粗颗粒受机械破坏积各自气候因素影响的作用，产生的矿物称为原生矿物（土颗粒/土块的大小发生变化，成分未发生变化）。

8、化学风化：岩石和土受环境作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物，也称次生矿物。

9、土的主要特点：碎散性、三相性、自然变形性（性质复杂、不均匀、各向异性且随时间变化）。

1.2土的三相组成1、土颗粒骨架构成的三要素：颗粒级配、矿物成分、颗粒的形状和比表面积。

2、土的粒组分类：表1-2土的粒组分类备注：1、摘自水利行业标准《土工试验规程》（SL237-1999）2、属于粒径范围指该范围粒径占总颗粒50%以上；3、粒径级配分析方法：主要有：筛分法、水分法（比重计法）。

粗粒组应采用筛分法，细粒组应采用水分法；4、级配曲线：d10--有效粒径、d30--用于描述级配曲线的特征粒径、d50--平均粒径、d60--控制粒径（或限制粒径）；5、不均匀系数Cu：Cu=d60/d10，（表征土颗粒的均匀性）（1）Cu=d60/d10，Cu越大、d60与d10的差距越大→土体越不均匀、级配曲线越平缓→故一般级配良好的土要求Cu≤5；→Cu≥5的土称为不均匀土，反之称为均匀土。

第一章流体流动与输送一、填空题1.流体的密度是指单位体积流体所具有的质量,其单位为 kg/m3 ;2. 20℃时苯的密度为880kg/m3,甲苯的密度为866kg/m3,则含苯40%质量苯、甲苯溶液的密度为3/mkg;3.流体的粘度是描述流体流动性能的物理量,一般用符号μ表示；流体的粘度越大,流动时阻力损失越大 ;4.流体的流动形态有层流和湍流两种,可用雷诺数Re 判断;5.流体阻力产生的根本原因是流体本身的粘性 ,而流动型态与管路条件是产生流体阻力的外因;6转子流量计应垂直安装,流体由下而上流动；读数读转子的最大截面处 ,一般为转子的顶部 ;8.离心泵的构造主要包括叶轮和泵轴组成的旋转部件以及泵壳和轴封组成的固定部件;9.离心泵开车时,泵空转、吸不上液体、进口处真空度低,此时泵发生了气缚现象,其原因可能是没有灌泵或轴封不严密 ;10.离心泵运转时,泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降,此时泵发生了气蚀现象,其原因可能是安装高度过高或吸入管路阻力太大或者被输送流体温度过高;11.流体的特征是具有一定的体积；无一定的形状 ,其形状随容器的形状而改变；在外力作用下内部会发生相对运动 ;二、选择题1.有一串联管道,分别由管径为d1与d2的两管段串接而成;d1＜d2;其流体稳定流过该管道;今确知d1管段内流体呈层流;请断定流体在d2管段内的流型为 c ;A.湍流B.过渡流C.层流D.须计算确定;2.有两种关于粘性的说法： a ;1 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性;2 粘性只有在流体运动时才会表现出来;A.这两种说法都对B.第一种说法对,第二种说法不对C.这两种说法都不对D.第二种说法对,第一种说法不对3.水以2 m·s-1的流速在35 mm×2.5 mm钢管中流动,水的粘度为1×10-3Pa·s,密度为1000 kg·m-3,其流动类型为 b ;A.层流B.湍流C.过渡流D.无法确定4.装在某设备进口处的真空表读数为－50 kPa,出口压力表的读数为100 kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为 a kPa;A. 150B. 50C. 75D. 255.各种型号的离心泵特性曲线 d ;A.完全相同B.完全不相同C.有的相同,有的不同D.图形基本相似6.某设备上真空表读数为,若当地大气压强为,则设备内绝对压强为 b ;A. kPaB. 10 kPaC. kPaD. 90 kPa8.当两个同规格的离心泵串联使用时,只能说 c ;A.串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍B.串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍C当流量相同时,串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍D.在管路中操作的串联泵,流量与单台泵操作时相同,但扬程增大两倍10.判断流体流动类型的准数为 a ;A. Re数B. Nu数C. Pr数D. Fr数11.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈 c ;A.过渡型流动B.湍流流动C.层流流动D.静止状态12.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映 a ;A. A、B两截面间的压强差B. A、B两截面间的流动阻力C. A、B两截面间动压头变化D. 突然扩大或缩小的局部阻力14. 关于黏性和黏度的叙述错误的是 c ;A.静止的流体和流动的流体都具有黏性B.黏度是衡量流体黏性大小的物理量C.流体的黏度随温度的升高而减小D.压力改变对液体黏度的影响很小,可以忽略,不很高的压力对气体黏度的影响也可以忽略15.下列说法正确的是 d ;A.柏努利方程不能表示静止流体内部能量转化与守恒的规律B.流体作用在单位面积上的压力,称为静压强C.可以用液柱高度表示压力的大小D.在静止、连通的流体中,处于同一水平面上各点的压力均相等16.关于U 形管压差计的指示液,下列说法错误的是 c ;A.指示液与被测流体不互溶B.指示液不能与被测流体发生化学反应C.指示液的密度一定要比被测流体大D.指示液最好带一些颜色,方便读数17.下列说法错误的是 b ;A.黏性是流体阻力产生的根本原因B.静止的流体没有黏性C.静止的流体没有阻力D.流体的流动型态与黏度有关18.下列说法正确的是 b ;A.流体的流动型态有层流、过度流和湍流三种B.湍流与滞流的本质区别是流体质点有无作径向运动C.流体在管内流动时,湍流和滞流不可能同时存在D.直管阻力与局部阻力均与流体的动能成正比例关系19.流体在直管内作湍流流动时,若管径和长度都不变,且认为λ不变,若流速为原来的2倍,则阻力为原来的 d 倍; A. 41 B. 21C. 2D. 420.不能减少流体阻力的措施是 c ;A.减短管路,减少管件、阀门B.放大管径C.增大流速D.加入某些药物,以减少旋涡23.下列说法正确的是 d ;A.在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀”B.“气蚀”与“气缚”的现象相同,发生原因不同C.调节离心泵的流量可用改变出口阀门或入口阀门开度的方法来进行D.允许安装高度可能比吸入液面低24.对由外管直径为d 1,内管直径为d 2组成的套管而言,按润湿周边计算而得得当量直径为 c ; A.221d d + ＋2 C －d 2 －d 1 三、判断题1.压力的单位也可用流体的液柱高度来表示;√2.国际单位制中表示压力的单位为大气压即atm; ×3.流体的流速是指单位时间流体质点流过的距离,化工计算中一般用管路截面上的平均流速,通过体积流量除以流通截面积得到; √4.流体的粘度是表示流体流动性能的一个物理量,粘度越大的流体,同样的流速下阻力损失越大; √5.流体的粘度是流体的动力学性质,静止时粘度为0; ×6. U 形管压差计中指示液密度必须大于被测流体的密度; ×7.压差一定时,U 形管压差计的读数R 与U 形管的长、短无关; √8.柏努利方程是流体的机械能衡算式,不包括能量损失; ×9.流体的流动型态有三种,即层流、过渡流和湍流; ×10.雷诺数Re 是一个描述流体流动型态的无因次数群,只要各参数用同一单位制的数值代入,其计算结果都是一样的; √ 11. μρdu =Re ,所以,当管路中流量不变时,管径增大Re 也增大; ×12.当量直径等于4倍的水力半径; √ 13.粘性是产生流体阻力的根本原因; √14.摩擦系数λ随Re 的增大而增大;× 15.转子流量计应垂直安装在管路中,流体自上而下流过流量计; ×16.离心泵上铭牌注明的性能参数是轴功率最大时的参数; ×17.离心泵的扬程为用泵将液体从低处送到高处的高度差; ×18.在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀”; ×四、简答题1.静止的流体有粘度吗温度对流体粘度影响如何试分析之答：有,但没有表现；液体的黏度随温度的升高而降低,气体的粘度随温度的升高而升高,因为温度升高,液体的分子间距增大,分子之间的作用力减小,粘度降低,而对于气体,分子之间的作用是靠碰撞进行的,温度越高,碰撞机会越多,所以粘度增大;2.流体的流动型态有哪两种如何来判断流体的流动型态影响流动型态的因素有哪些答：流体的流动型态有层流和湍流；用Re 来判定,Re 小于等于2000为层流,Re 大于4000为湍流；影响流动型态的因素主要有管径、流速及流体的密度和粘度;3.试述减小流体阻力的途径答：缩短直管长度、减少不必要的管件,适当放大管径,加入一些添加剂以减小流体粘度,减小管路的相对粗糙度;4.离心示输送流体的工作原理答：借助于高速旋转的叶轮施加于流体离心力,使流体获得较高的动能,在泵壳的作用下,部分动能转化为静压能排出泵外,而叶轮旋转中心随流体抛出后形成负压而吸入流体; 5.什么是离心泵的气缚现象,试分析引起原因答：现象：泵空转,吸不上流体; 原因：泵内有空气;一是没灌泵或没灌满；二是可能轴封不严密;6.什么是离心泵的气蚀现象,试分析引起原因答：现象：泵振动大,噪音大,流量与扬程下降,泵壳和叶轮金属离子被剥落;原因：叶轮旋转中心负压太大;一是泵的安装高度可能过高；二是可能吸入管路阻力太大；三是可能被输送流体的温度过高;第二章非均相物系的分离一、填空题1.非均相物系一般有两相组成,其中一相称为连续相另一相称为分散相 ;2.非均相物系的主要分离方法有沉降、过滤、离心分离及湿法分离;3.沉降分离是依据分散介质与分散物质间的密度差来分离的;4.沉降器的生产能力与面积和颗粒的沉降速度正比；与降尘室的沉降高度无关;5.沉降分离的必要条件是颗粒在沉降器中的停留时间大于或等于沉降时间;6.旋风分离器的操作是混合气体从筒体上部的切向方向进入径向或切向, 顶部排出净化气体, 底部间歇排灰顶部或底部;7.过滤方法有饼层过滤、深床过滤和动态过滤三种;8.常用的过滤介质有织物状、粒状和固体多孔三种;9.根据连续相的状态不同,非均相物系可分为气态非均相物系和液态非均相物系;10.过滤操作中,待过滤的悬浮液称为滤浆,而过滤后分离出的固体称为滤渣或滤饼 ,通过过滤介质的液体称为滤液;二、选择题2.在重力场中,固体颗粒的沉降速度与下列因素无关的是 D ;A .粒子几何形状 B. 粒子几何尺寸 C .粒子与流体密度 D .流体的流速3.描述颗粒特性的参数不包括 C ;A.形状B.大小C.密度D.表面积4.含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室,已知颗粒的沉降速度为0.25m/s,则除尘室的生产能力为 A ;A. 3 m3/sB. 1 m3/sC. 0.75m3/sD. 6 m3/s5.某粒径的颗粒在降尘室中沉降,若降尘室的高度增加一倍,则该降尘室的生产能力将C ;A.增加一倍B.为原来1/2C.不变D.不确定6.织物状过滤介质不包括 D ;A.滤布B.滤纸C.滤网D.滤板7.过滤方法不包括 B ;A.饼层过滤B.滤布过滤C.深层过滤D.动态过滤8.下列各项中不用于表示过滤推动力的是 B ;A.液柱静压力B.浓度差C.惯性离心力D.压力差9.固液分离不可以选用的分离设备是 A ;A.旋风分离器B.砂滤器C.转筒真空过滤机D.叶滤机10.下列为连续式操作设备的是 B ;A.板框压滤机B.转筒真空过滤机C.叶滤机D.三足式离心机11.旋液分离器是利用离心力分离 B ; A.气液混合物的设B.液固混合物的设备C.液液混合物的设备D.气固混合物的设备12.下列说法哪种是错误的 C ;A.降尘室是分离气固混合物的设备B.叶滤机是分离液固混合物的设备C.沉降式离心机是分离气固混合物的设备D.沉降槽是分离液固混合物的设备13.下列不属于沉降设备的是 D ;A.旋风分离器B.降尘室C.增稠器D.叶滤机三、判断题1.液-液相物系不构成非均相物系; ×2.沉降操作只能用来分离悬浮液; ×3.过滤操作适用于分离含固体物质的非均相物系; √4.沉降分离的原理是依据分散物质与分散介质之间的粘度差来分离的; ×5.沉降分离的必要条件是物料的停留时间必须大于或等于粒子的沉降间√6.沉降速度一般是指粒子在匀速沉降时的速度;√7.过滤推动力是指悬浮液的压力大小; ×8.过滤阻力主要是过滤介质的阻力; × 9.滤饼是主要的过滤阻力; √10.转筒真空过滤机是连续生产的过滤机;√ 11.旋风分离器是分离气-固相混合物的设备;√12.离心机是分离液-固相混合物的设备; √四、问答题1.什么是非均相物系答：物系内部存在有稳定的相界面,界面两侧物质的性质是完全不同的,这种物系称为非均相物系;2.过滤方法有几种分别适用于什么场合答：有饼层过滤、深床过滤以及动态过滤三种饼层过滤适用于固粒浓度较高的物料,深床过滤适用于固粒浓度极低的物料,动态过滤适用于固粒浓度较低的物料;3.工业上常用的过滤介质有哪几种,分别适用于什么场合答：有织物状介质、固体多孔介质以及粒状介质三种；织物状介质适用于过滤颗粒浓度高、粒径小的物料；固体多孔介质适用于过滤颗粒浓度小、粒径较大的物料；粒状介质适用于过滤固粒浓度小于%的物料;4.过滤得到的滤饼是浆状物质,使过滤很难进行,试讨论解决方法答：采用活性碳助滤剂,直接混合在悬浮液中,让其随机地停留在滤饼层中起支撑作用,使过滤过程得以进行;5.旋风分离器的进口为什么要设置成切线方向答：①以使气流进入分离器后沿筒壁作向下的螺旋运动,减小沉降距离；②不至于将已沉降的颗粒再重新卷起;第三章传热一、填空题1.列管式换热器中,用饱和水蒸气加热空气,则传热管的壁温接近饱和水蒸气,总传热系数K的值接近空气传热膜系数 ;2.多程列管式热交换器的壳程中常装有一定数目与管束相垂直的折流挡板简称挡板,其目的是提高对流传热系数 ;3.在换热过程中,温度较高放出热量的流体称为热载热体；温度较低吸收热量的流体称为冷载热体 ;5.导热速率与温度梯度以及垂直于热流方向的导热面积成正比;7.间壁式换热器中传热速度与传热温度差成正比,与传热热阻成反比;8.换热器中两流体的流动形式有：并流、逆流、错流和折流等;9.强化传热的途径有增大传热面积提高传热温度差及提高传热系数 ;二、选择题1.下列说法中错误的是C ;A.热量总是自发地从高温处向低温处传递B.固体中存在热传导,不存在热对流C.液体中存在热对流,不存在热传导D.辐射传热不仅是能量的传递,同时还拌有能量形式的转换2.关于热导率的叙述错误的是 D ;A.金属的热导率随纯度的增高而增大B.气体的热导率随压力的升高而增大C.与固体和液体相比气体的热导率最小D.物质的热导率均随温度的升高而增大3.气体的导热系数数值随温度的变化趋势为 A ;A. T升高,λ增大B. T升高,λ减小C. T升高,λ可能增大或减小D. T变化,λ不变5.下列比较铜、铁、熔化的铁水三种物质导热系数的大小论断中正确的是 A ;A.铜的导热系数最大,铁水的最小B.铁水导热系数最大,铁的最小C铜的导热系数最大,铁的最小 D.铁的导热系数最大,铁水的最小6.多层平壁定态热传导时,各层的温差与各相应层的热阻 A ;A.成正比B.成反比C.没关系D.不确定7.对由三层平壁组成的多层平壁稳定热传导而言,若三层的传热推动力△t1＞△t2＞△t3,则三层平壁的传热阻力R1,R2,R3之间的关系是 A ;＞R2＞R3＜R2＜3C＞R3＞R2＞R1＞R38.双层平壁稳定热传导,壁厚相同,各层的导热系数分别为λ1和λ2,其对应的温度差为△t1和△t2,若△t1＞△t2,则λ1和λ2的关系为 A ;A.λ1＜λ2B.λ1＞λ2C.λ1＝λ2D.无法确定9.由厚度都相同的平壁组成的三层平壁而言,若λ1＞λ2＞λ3,则热阻R1,R2,R3之间的关系为 B ;＞R2＞R3＜R2＜3C＞R3＞R2＞R1＞R211.能显着提高传热速率的是 B ;A.尽量减少管壁的厚度B.定期检查除垢C.间壁两侧对流传热系数相差很大时,增加对流传热系数大的那一侧流体的流速D.间壁两侧对流传热系数相差很小时,增加对流体热系数小的那一侧流体的流速12.对于三层圆筒壁的稳定热传导而言,若Q1,Q2,Q3为从内向外各层的导热量,则它们之间的关系为 C ;＞Q2＞Q3＞Q1＞2C＝Q2＝Q3D.无法比较13.某燃烧炉炉壁内外表面温度分别为t1,t2,今在炉壁外表面加一层保温层,炉壁内外表面的温度变化为T1,T2;下列判断中正确的是 B ;=T2,T1－T2＞t1－t2＞T2,T1－T2＞t1－t2＜T2,T1－T2＞t1－t2D.以上都不对14.由傅立叶定律,可以定义出导热系数λ；由牛顿冷却定律,可以定义出对流传热系数α;对于λ及α的下列认识中正确的是 C ;A.λ和α皆为物质的热物理性质B.λ和α具有相同的因次C.λ和α不一样,仅λ为物质的热物理性质D.λ和α不一样,仅α为物质的热物理性质15. 一般情况下,下列说法错误的是 B ;A.湍流时α的值比滞流时大得多B.无相变时α的值比有相变时大得多C.强制对流时α的值比自然对流大D.计算α常采用实验得到的关联式16.生产中为提高传热推动力尽量采用 A ;A.逆流B.并流C.错流D.折流17.适用于壳程流体清洁且不结垢,两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高场合的是A 换热器;A.固定管板式B.浮头式形管式 D.填料函式18.下列结构最紧凑且流体作严格的逆流流动的是 B 换热器;A.列管式B.套管式C.夹套式D.螺旋板式19.可在器内设置搅拌器的是 C 换热器;A.套管B.釜式C.夹套D.热管20.在列管换热器中,用饱和蒸气加热空气,下面两项判断中正确的是 A ;甲：传热管的壁温将接近加热蒸气温度乙：换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数A.甲、乙均合理B.甲、乙均不合理C.甲合理、乙不合理D.乙合理、甲不合理三、判断题1.化工生产中对传热的要求可分为强化传热和削弱传热两种情况; √3.多管程换热器中,一般管程数为偶数; √4.热负荷是对换热器换热能力的要求,而传热速率是换热器本身具有的换热能力; √5.换热器还未选定或设计出来之前无法确定传热速率,但可计算热负荷; √6.显热法可用于物质无相变或有相变的传热量的计算; ×7.冷、热流体间的平均温度差即流体进出口温度差的算术平均值×8.水蒸气是生产过程中最常见的加热剂; √ 9.水是生产过程中最常用的冷却剂; √12.换热器内设置挡板是为了提高管外流体流速,提高传热速率; √13.在蒸气冷凝传热中,不凝气体的存在对α没有影响;× 14.温度升高,气体的热导率增大; √15.对流传热过程既包括热对流,也包括热传导; √ 16.传热过程中,热负荷一定小于或等于换热器的传热速率;√ 17.传热速率是冷、热流体在单位时间内通过传热面所传递的热量;√四、简答题2.什么叫稳态传热什么叫不稳态传热答稳定传热：流体在管道内流动时,任一管截面处的物理量如流量、流速、压强等不随时间而改变; 不稳定传热：流体在管道内流动时,任一管截面处的物理量如流量、流速、压强等要随时间而改变;3.何谓换热器的传热速率和热负荷两者关系如何答换热器的传热速率是指单位时间内通过换热面传递的热量,常用Q表示,单位为W或J/s.换热器的热负荷是指工艺上或生产任务对换热器提出的换热要求;一台合用的换热器,其传热速率必须等于或稍大于热负荷;4.换热器热负荷的确定方法有哪几种答换热器的确定方法有以下三种：1显热法,适用于流体在换热过程没有相变的情况;2潜热法,适用于换热过程中流体仅发生恒温相变时的情况;3焓差法;5.热导率λ的物理意义和单位是什么答热导率λ的物理意义：热导率也称导热系数,表示当导热面积为1m2,温度梯度为1K/m时,单位时间内以导热方式传递的热量,其单位为W/m·K6.传热系数K的物理意义和单位是什么提高传热系数的具体方法有哪些答传热系数K的物理意义为：当冷、热流体主体的温度差为1K时单位时间内单位传热面积所传递的热量;其单位为：W/m2·K; 由K的关联式：可知,在忽略管壁热阻的情况下,要提高传热系数K,必须要提高壁面两侧的对流给热系数αi、αo及减小管壁两侧的污垢热阻Rsi和Rso;具体来说就是提高α较小侧的流体的流速及湍动程度、改变流动条件和经常清洗管壁以减小管壁热阻等;7.当间壁两则流体均无相变时,试写出传热的平均温差的计算式,为什么工程上并不都采用逆流传热8.什么叫强化传热强化传热的有效途径是什么可采取哪些具体措施9.当间壁两侧流体的给热系数α相差较大时,为提高传热系数K,以提高哪一侧流体的给热系数更为有效为什么当间壁两侧流体的给热系数α相差较大时,为提高传热系数K,以提高较小侧的α更为有效;因为根据讨论,此时的总传热系数K数值上接近于较小侧的给热系数;。

⼟⼒学第⼀章参考答案第⼀章参考答案⼀、简答题1.【答】⼟粒的⼤⼩及其组成情况，通常以⼟中各个粒组的相对含量（各粒组占⼟粒总量的百分数）来表⽰，称为⼟的颗粒级配（粒度成分）。

根据颗分试验成果绘制的曲线（采⽤对数坐标表⽰，横坐标为粒径，纵坐标为⼩于（或⼤于）某粒径的⼟重（累计百分）含量）称为颗粒级配曲线，它的坡度可以⼤致判断⼟的均匀程度或级配是否良好。

2. 【答】3. 【答】⼟是连续、坚固的岩⽯在风化作⽤下形成的⼤⼩悬殊的颗粒，经过不同的搬运⽅式，在各种⾃然环境中⽣成的沉积物。

与⼀般建筑材料相⽐，⼟具有三个重要特点：散粒性、多相性、⾃然变异性。

4. 【答】⼟的结构是指由⼟粒单元⼤⼩、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系，⼟中⽔的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。

基本类型⼀般分为单粒结构、蜂窝结（粒径0.075~0.005mm）、絮状结构（粒径<0.005mm）。

单粒结构：⼟的粒径较⼤，彼此之间⽆连结⼒或只有微弱的连结⼒，⼟粒呈棱⾓状、表⾯粗糙。

蜂窝结构：⼟的粒径较⼩、颗粒间的连接⼒强，吸引⼒⼤于其重⼒，⼟粒停留在最初的接触位置上不再下沉。

絮状结构：⼟粒较长时间在⽔中悬浮，单靠⾃⾝中重⼒不能下沉，⽽是由胶体颗粒结成棉絮状，以粒团的形式集体下沉。

5. 【答】⼟的宏观结构，常称之为⼟的构造。

是同⼀⼟层中的物质成分和颗粒⼤⼩等都相近的各部分之间的相互关系的特征。

其主要特征是层理性、裂隙性及⼤孔隙等宏观特征。

6. 【答】强结合⽔影响⼟的粘滞度、弹性和抗剪强度，弱结合⽔影响⼟的可塑性。

7. 【答】⽑细⽔是存在于地下⽔位以上，受到⽔与空⽓交界⾯处表⾯张⼒作⽤的⾃由⽔。

⼟中⾃由⽔从地下⽔位通过⼟的细⼩通道逐渐上升。

它不仅受重⼒作⽤⽽且还受到表⾯张⼒的⽀配。

⽑细⽔的上升对建筑物地下部分的防潮措施和地基特的浸湿及冻胀等有重要影响；在⼲旱地区，地下⽔中的可溶盐随⽑细⽔上升后不断蒸发，盐分积聚于靠近地表处⽽形成盐渍⼟。

固体颗粒及其特性简介1. 引言固体颗粒是指具有一定形状和大小的固体微小颗粒，其特性主要由颗粒的材料、形状、大小和分布等因素确定。

固体颗粒在材料科学、环境科学、化学工程等领域中具有重要的应用和研究价值。

本文将对固体颗粒及其特性进行简要介绍。

2. 固体颗粒的分类固体颗粒根据其材料的不同可以分为无机颗粒和有机颗粒两大类。

无机颗粒包括金属颗粒、氧化物颗粒、碳化物颗粒等，具有较高的硬度和热稳定性；有机颗粒主要由有机高分子材料构成，如聚合物颗粒、纤维素颗粒等，具有较好的可加工性和生物相容性。

固体颗粒还可以根据其形状的不同进行分类，常见的形状包括球形颗粒、棱柱形颗粒、片状颗粒等。

颗粒的形状对其物理性质和应用性能有重要影响，如球形颗粒具有较好的流动性和填充性能，适用于制备粉体材料和颗粒填充体的工艺。

3. 固体颗粒的特性固体颗粒的特性包括粒径分布、比表面积、孔隙率和流动性等。

3.1 粒径分布固体颗粒的粒径分布是指颗粒在不同尺寸上的分布情况。

粒径分布对颗粒的堆密度、流动性、分散性等物理性质有重要影响。

常见的粒径分布形式有均匀分布、正态分布和偏态分布等。

3.2 比表面积比表面积是指单位质量或单位体积颗粒表面积的大小。

固体颗粒的比表面积与其形状、粒径和孔隙结构等因素有关，较大的比表面积通常表明颗粒具有较好的活性和吸附性能。

3.3 孔隙率孔隙率是指颗粒内部空隙的体积与颗粒总体积之比。

孔隙率的大小直接影响颗粒的吸附、贮存和传质性能。

固体颗粒的孔隙结构可以分为微孔和介孔两类，微孔孔隙直径小于2nm，介孔孔隙直径在2-50nm之间。

3.4 流动性流动性是指固体颗粒在外力作用下的运动性能，通常通过测量颗粒的流动性指数来表征。

流动性的好坏影响颗粒的输送、搅拌、干燥等工艺过程，对于粉体工程和化工工艺具有重要意义。

4. 固体颗粒的应用固体颗粒在许多领域具有广泛的应用。

在材料科学中，固体颗粒可以用于制备陶瓷、金属粉末、电子材料等，具有重要的基础研究和工业应用价值。

百科名片化工原理化学工程学及其进展化学工程学，以化学、物理和数学原理为基础，研究物料在工业规模条件下，它所发生物理或化学点击此处添加图片说明状态变化的工业过程及这类工业过程所用装置的设计和操作的一门技术学科。

化学工程学的进展：三阶段：单元操作：20世纪初期。

单元操作的物理化学原理及定量计算方法，奠定了化学工程做为一门独立工程学科的基础。

“三传一反”概念：20世纪60年代多分支：20世纪60年代末。

形成了单元操作、传递过程、反应工程、化工热力学、化工系统工程、过程动态学及控制等完整体系。

目录英文名称0.1 化学工程学科的进展单元操作图书信息内容简介图书目录绪论第1章流体流动原理及应用第2章传热及传热设备第3章传质原理及应用第4章固体颗粒流体力学基础与机械分离第5章固体干燥第6章其他单元附录化工原理（第三版上册）化工原理（第三版）（下册）内容简介目录一、上册二、下册英文名称0.1 化学工程学科的进展单元操作图书信息图书目录绪论第1章流体流动原理及应用第2章传热及传热设备第3章传质原理及应用第4章固体颗粒流体力学基础与机械分离第5章固体干燥第6章其他单元附录化工原理（第三版上册）化工原理（第三版）（下册）内容简介目录一、上册二、下册展开编辑本段英文名称Chemical Engineering Principles编辑本段0.1 化学工程学科的进展单元操作化工生产是以化学变化或化学处理为主要特征的工业生产过程。

在化学工业中，对原料进行大规模的加工处理，使其不仅在状态与物理性质上发生变化，而且在化学性质生也发生变化，成为合乎要求的产品，这个过程即叫化工生产过程。

以氯碱生产为例说明化工生产过程的基本步骤。

可见，虽然电解反应为核心过程，但大量的物理操作占有很大比重。

另外象传热过程，不仅在制碱中，在制糖、制药、化肥中都需要，在传热过程物料的化学性质不变，遵循热量传递规律，通过热量交换的方式实现，所用设备均为换热器，作用都是提高或降低物料温度，为一普遍采用的操作方式。

知识点3-1 颗粒及颗粒床层的特性颗粒与流体之间的相对运动特性与颗粒本身的特性密切相关，因而首先介绍颗粒的特性。

一. 单一颗粒的特性1.学习目的通过学习掌握确定颗粒、颗粒床层特性参数以及流体流速床层压降的计算方法。

2．本知识点的重点球形颗粒和非球形颗粒的大小和特性参数的计算，特别是非球形颗粒球形度及体积当量直径的计算。

颗粒群粒度分布及平均粒径的计算。

床层孔隙率、比表面积及压降的计算。

3．本知识点的难点本知识点无难点。

4．应完成的习题4-1．取颗粒试样1000g，作筛分分析，所用筛号及筛孔尺寸见本题附表中第1、2列，筛析后称取各号筛面上的颗粒截留量列于本题附表中第3列，试求颗粒群的平均直径。

[答：d a=0.345㎜]习题4-1附表4－2．在截面积为1m 2的圆筒中，分段填充直径分别为0.5mm 及5mm 的球形颗粒各0.5m 高，20℃的空气从下向上通过固定床层，空塔速度为0.1m/s 。

假设床层空间均匀分割成边长等于球粒直径的方格，每一方格放置一个球粒，试计算:(1)两段床层的空隙率ε和比表面积a b ；(2)空气流经整个床层的压降 ,Pa 。

[答：(1)ε=0.4764；a b 细=6283m 2/m 3；a b 粗=628.3m 2/m 3；=452.9+9.1=462Pa]颗粒与流体之间的相对运动特性与颗粒本身的特性密切相关，因而首先介绍颗粒的特性。

一．单一颗粒的特性表述颗粒特性的主要参数为颗粒的形状、大小（体积）及表面积。

（一）球形颗粒不言而喻，球形颗粒的形状为球形，其尺寸由直径d 来确定，其它有关参数均可表示为直径d 的函数，诸如体积（3-1）表面积（3-2）比表面积（单位颗粒体积具有的表面积）（3-3）式中d――球形颗粒的直径，m；S――球形颗粒的表面积，m2；V――球形颗粒的体积，m3；a――颗粒的比表面积，m2/m3。

（二）非球形颗粒非球形颗粒必须有两个参数才能确定其特性，即球形度和当量直径。