粉体工程作业答案样本

第一章 粉体基本性质

1-1 粉体是 细小颗粒状物料 集合体。粉体物料是由无数颗粒构成，颗粒是粉体物料最小单元。 1-2 工程上常把在常态下以较细粉粒状态存在物料，称为粉体 。 1-3 颗粒 大小、分布、构造、形态和表面形态等因素，是粉体其她性能基本。 1-4 构成粉体颗粒大小，普通在几种纳米到几十毫米区间。

1-5 如果构成粉体所有颗粒，其大小和形状都是同样，则称这种粉体为单分散粉体。大多数粉体都是由参差不齐各种不同大小颗粒所构成，这样粉体称为多分散粉体 。粉体颗粒大小和在粉体颗粒群中所占比例分别称为粉体物料粒度和 粒度分布 。 1-6“目”是一种长度单位，代表在1平方英寸上原则实验筛网上筛孔数量 。

1-7 粒度是颗粒在空间范畴所占大小线性尺度。粒度越小，颗粒越细 。所谓粒径，即表达颗粒大小 一因次尺寸 。

1-8以颗粒长度l 、宽度b 、高度h 定义粒度平均值称为 三轴平均径 ，合用于必要强调长形颗粒存在 状况。

1-9 沿一定方向与颗粒投影轮廓两端相切两平行线间距离。称为弗雷特直径 。

沿一定方向将颗粒投影面积等分线段长度,称为马丁直径 。

1-10 与颗粒同体积球直径称为等体积球当量径；与颗粒等表面球直径称为等表面积球当量径；与颗粒投影面积相等圆直径称为 投影圆当量径 (亦 称heywood 径 。

1-11 若以Q 表达颗粒平面或立体参数，d 为粒径，则形状系数Φ定义为n d Q =

Φ ;若以S

表达颗粒表面积，d 为粒径，则颗粒表面积形状系数形状系数Φs 定义为2d S

s =

Φ ；对于球形颗粒，Φs=π；对于立方体颗粒，Φs= 6 。若以V 表达颗粒体积，d 为粒径，则颗粒

体积形状系数Φv 定义为Φv = 3d V 对于球形颗粒，Φv= 6π

；对于立方体颗粒，Φv=

1 。 1-1

2 比表面积形状系数定义为 表面积形状系数 与 体积形状系数 之比，用符号Φsv 表达：Φsv=V S ΦΦ ，对于球形颗粒和立方体颗粒，Φsv= 6 。

与颗粒等体积球表面积与颗粒实际表面积之比称为 Carman 形状系数 。用符号Ψc 表达。 1-13容积密度ρB =(1-ε)ρP 式中ρp—— 颗粒密度 ；ε—— 空隙率 。

1-14 ε指空隙体积占粉体填充体积比率 ε=1-φ=1-(ρB/ρp) 式中 φ—— 填充率 1-15 Gaudin-Schuhmann(高登-舒兹曼)方程

U(Dp)=100(Dp/Dpmax)q 式中，U(Dp)为 合计筛下百分数(%) ，Dpmax 为 最大粒径 ，q 为 Fuller 指数 。q=1/2时为 疏填充 ，q=1/3时 最密填充 。

1-16潮湿物料由于颗粒表面吸附水，颗粒间形成所谓液桥力，而导致粒间附着力增大，形成团粒。由于团粒尺寸较一次粒子大，同步，团粒内部保持松散构造，致使整个物料 堆积率下降 。

1-17 普通地说，空隙率随颗粒圆形度减少而 增高，表面粗糙度越高颗粒，空隙率 越大 ；粒度越小，由于粒间团聚作用，空隙率 越大 ，当粒度超过某一定值时，粒度大小对颗粒体堆积率影响已不复存在，此值为临界值。

1-18对粗颗粒，较高填充速度会导致物料有 较小松散密度松散密度，但对于如面粉那样具备粘聚力细粉，减少供料速度可得到松散堆积。

1-19.单颗粒粒径表达办法有球当量径和 圆当量径 。写出下列三轴平均径计算式：

①三轴平均径 31h b ++ ， ②三轴调和平均径

h b 11113

++ ③三轴几何平均径 h b 21 。

1-20.记录平均测定办法有费雷特径， 马丁直径 。

1-21.粒度分布表达方式有 粒度频率分布 和 粒度累积分布；粒度分布表达形式有粒度表格 粒度列表法 和 粒度图解法 。

1-22.描述和阐明颗粒形状及特性参数有 形状系数 ，形状指数，球形度。

1-23.粒度分布是表达粉体中不同粒度区间颗粒含量状况，在直角坐标系中粒度分布曲线分为频率分布曲线和累积分布曲线。

1-24配位数k(n)指与观测颗粒接触颗粒个数。

1-31 “目”是一种长度单位，目数越高长度越小。（错）

1-32 Carman形状系数Ψc值越大,意味着该颗粒形状与球形颗粒偏差越大，也就是说颗粒形状越不规则。( 错)

1-33 普通颗粒Carman形状系数( A )

A ≤1；

B ≥1；

C ＝1

1-34 实用球形度Ψw= do/dpo,式中（ B ）

A. do为与颗粒投影面积相等圆直径；dpo——颗粒表面面积。

B. do为与颗粒投影面积相等圆直径；dpo——与颗粒投影面最小外接圆直径。

C. do为与颗粒等体积球表面面积;；dpo——颗粒表面面积。

D. do为与颗粒等体积球表面面积;；dpo——与颗粒投影面最小外接圆直径。

1-35.RRB粒度分布方程中n是（C ）。

A、功指数

B、旋涡指数

C、均匀性指数

D、时间指数

1-36.粉磨产品颗粒分布有一定规律性,可用RRB公式表达R=100exp[-(Dp/De)n]其中De为：（ B ）。

A.均匀系数

B.特性粒径

C.平均粒径

1-37. 粉磨产品比表面积可用S=(36.8×104)/( Dp nρp)计算，式中n表达（ C ）

A. 均匀性系数

B. 特性粒径

C. 比例系数

1-38.某些分离效率为50%时所相应粒度，叫做( D ) 。

A、特性粒径

B、中位径

C、切割粒径

D、临界粒径

1-39.某粉状物料真密度为Kg/m3，当该粉料以空隙率ε=0.4状态堆积时，其容积密度ρV= （B ）公式ρB = V B(1-ε)ρP/V B。

A、800

B、1200

C、3333.3

D、5000

1-40.休止角是粉体自然堆积时自由表面在静态状态下与水平面所形成( C ) 。

A、角度

B、最小角度

C、最大角度

1-41简要分析影响颗粒床层空隙率重要因素

答：（1）壁效应。当颗粒填充容器时，在容器壁附近形成特殊排列构造，这就称为壁效应。容器直径和球径之比超过50时，空隙率几乎成为常数，即37.5%。（2）局部填充构造。ρr=g(r)dr/4πr2dr=g(r)/4πr2（3）物料含水量。（4）颗粒形状。普通地说，空隙率随颗粒圆形度减少而增高，在松散堆积时，有棱角颗粒空隙率较大，与紧密堆积时正相反。表面粗糙度越高颗粒，空隙率越大。（5）粒度大小。对颗粒群而言，粒度越小，由于粒间团聚作用，空隙率越大。当粒度超过某一定值时，粒度大小对颗粒体堆积率影响已不复存在，此值为临界值。普通在细粒体系中，粒径不不大于或不大于临界粒径物料，对颗粒行为均有举足轻重作用。（6）物料堆积填充速度。对粗颗粒，较高填充速度会导致物料有较小松散密度，但对于如面粉那样具备粘聚力细粉，减少供料速度可得到松散堆积。

1-42简述内摩擦角测定办法

答：这三个圆称为极限破坏圆，这些圆共切线称为该粉体破坏包络线，。这条破坏包络线与σ轴夹角φi即为该粉体内摩擦角。内摩擦角是粉体在外力作用下达到规定密实状态，在此状态下受强制剪切时所形成角

1-43试分析物料经粉碎细化后，具备较高活性机理

答：（1）随着颗粒减小，固体微粉分散度增大，成为具备开放性空隙和构造状态，比表面积△A增大，水化反映面积增长，同步，表面自由焓△G＝r△A（r为熟料颗粒表面自由能）增长，其活性提高。

（2）粉碎过程中，颗粒在机械力作用，随着颗粒减小，产生机械力化学效应。重要体当前：第一，规整晶面在颗粒体系总表面上所占比例减小，键力不饱和质点数增多，在棱边、尖角处不饱和限度高质点数亦增多，从而大大提高了物料活性。第二，表面层发生晶格畸变，如熟料颗粒细化，当粒度在9～20μm时，将从脆性破坏转变成塑性变形，塑性变形实质是位

错增值和移动，颗粒在位错中贮存能量，增强了活性。第三，通过重复破碎，随着粒子不断微细化，表面构造有序限度则受到越来越强烈扰乱，并不断向颗粒内部扩展，最后表面构造趋于无定形化，在粉磨至无定形化过程中，内部贮存大量能量，因而表面层位能更高，表面活性更强。经机械粉碎后形成微细颗粒表面性质大大不同于粗颗粒，在持续粉碎中，颗粒表面活性点不断增多，处在亚稳高能活性状态。它们在增强表面活性方面有着重要作用，粒度越小越突出。

1-44 简要分析影响粉粒体颗粒床层凝聚力因素及其影响方向

答：(1)颗粒粒度：单颗粒粒度与凝聚力关系如图3.5所示。随着粒径减小凝聚力增大。(2)颗粒床层空隙率ε：随着ε增大，凝聚力减小。如图3.6所示。由实验得知，对微细颗粒这种关系更明显。(3)空气中湿含量：图3.7是在25℃，一种大气压下测定单颗粒凝聚力实验数据。在实验测定粒度范畴内，湿含量与凝聚力在一定范畴内成正变关系。即随着相对湿度提高，凝聚力也随之增长。(4)存储时间：普通存储在空气或其他气体中颗粒随着时间延长，凝聚力有所增长，也许是由于颗粒吸取空气中水分因素。

1-45简述防止粉尘爆炸办法及机理

答：粉尘爆炸必要具备三个条件：尘云、空气、着火源，若缺少了其中任一条件，就不能发生爆炸。

一：防止可爆炸粉尘云形成。a控制粉尘浓度控制粉尘浓度非爆炸范畴内，也就是使粉尘浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限。b生产过程惰化解决它是避免形成可爆煤粉气混合物有效办法。二：限制氧气量三、排除着火源

第二章颗粒流体力学

2-1 颗粒两相流动系统中，颗粒是分散相。

2-2 颗粒两相流动系统中，系统中至少存在着一种力场，由于固体颗粒与液体介质运动惯性不同，因而颗粒与液体介质存在着运动速度差别——相对速度。