粉体工程复习

|PART1选填&名词解释

粉体：①原级颗粒：②聚集体颗粒：③凝聚体颗粒：④絮凝体颗粒：

粒度：粉体颗粒所占空间的线性尺寸。

粒径：用某种规定的线性尺寸来表示颗粒粒度，也称颗粒的直径。

（1）取颗粒三维尺寸（重心最低时的长宽高）的平均值：

（2）用当量直径表示：

(3)统计平均径：

(4)粉体的平均粒径：

（5）等沉降速度径：与颗粒具有相同密度且在同样介质中有相同自由沉降速度的球的直径。

（6）等阻力直径：与颗粒在同样介质中以相同速度运动时呈现相同阻力的球的直径。

（7）筛分径：颗粒可以通过的最小方筛孔的宽度。

（8）Heywood径：与颗粒投影面积相等的圆的直径

形状：

以Q表示颗粒或面或立体的参数，Dp为粒径，Q=kDpα，其中k为形状系数，α为形状指数。

粗糙度系数R=粒子的微观实际表面积/表观视为光滑的宏观表面积R>1

粒度分布：指将颗粒群用一定的粒度范围按大小顺序分为若干粒级，各级别粒子占颗粒群总量的百分数。

频率分布：某一粒度(Dp)或某一粒度范围内(ΔDp)的颗粒在样品中出现的频率。

累积分布：大于或小于某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒径的关系。

筛下累积：按粒径从小到大进行累积，D(Dp)=

筛上累积：按粒径从大到小进行累积，R(Dp)=

最频径：在频率分布坐标图上，纵坐标最大值时对应的粒径为最频径

中位粒径d50：累积分布图上，纵坐标最大值的一半对应的粒径为中位粒径，大/小于d50的颗粒各占一半

填充率：粉体颗粒体积（颗粒实体体积和颗粒内部孔隙体积之和，不含颗粒间空隙体积）占填充层体积分数空隙率：颗粒之间的空隙体积占粉体填充层体积的分数

壁效应：粉体填入容器中，填充结构受容器壁面影响，在容器壁面附近形成特殊的填充结构，称之为容器的壁效应。里奇韦和塔巴克发现，紧靠壁面处空隙率较大，此后距离增大，空隙率周期性变化。而麦

吉里则研究了圆筒容器直径和球径执笔超过50时，空隙率几乎成为常数。

摩擦特性：粒子间以及粒子与固体边界表面因摩擦产生的特殊的物理现象和力学性质。

摩擦角：由于颗粒间的摩擦力和内聚力而形成的角统称为摩擦角：内摩擦角、安息角、壁摩擦角、运动摩擦角内摩擦角：破坏包络线与压应力轴的夹角，表示极限应力状态下剪切力和垂直应力的关系。作用力达到极限值时，粉体层滑移或崩坏。测定：剪切盒法、三轴压缩法

安息角（休止/堆积角）：粉体自然堆积时自由表面在静止时与水平面所成最大夹角：排出/注入角法,剪切盒法壁摩擦角：粉体与壁面的摩擦角：剪切盒法

滑动摩擦角：粉体置于斜面上，斜面倾斜至粉体开始滑动时，斜面与水平面夹角：剪切盒法

动内摩擦角：粉体处于流动状态时，剪切力几乎不变的动摩擦状态，所测得摩擦角为动内摩擦角

固定床：当流体速度很小（u f颗粒自由沉降速度，达最高流化速度，颗粒开始被流体带出；

b）流速越大，带出颗粒越多，空隙率越大，压降减小；

c）颗粒在流体中形成稀相悬浮态，并与流体一起从床层中吹出，该状态称为气力输送状态。

分级：把粉碎后的产品按某种粒度大小或不同种类的颗粒进行分选的操作过程。

分离：将任何形状或密度的固体颗粒或液珠（粒度一般在10-3um）从流体中分离出来的过程。

筛分：将固体颗粒混合物通过具有一定大小孔径的筛面而分成不同粒度级别的过程。

选粉：利用颗粒在流体介质中沉降速度的不同，通过选粉机对颗粒进行分选的过程。

分级效率：分离后获得的某种成分的质量与分离前粉体中所含该成分的质量之比。

分级粒径：理想分级曲线跳跃点，也称切割粒径

分级精度：部分分级效率为75%和25%的粉径的比值，衡量分级的精确度

超细分级原理：①离心分级②惯性分级③迅速分离④减压分级

固气分离：从气体与悬浮细颗粒的混合相中分离出固体颗粒的单元操作，如除尘和收尘，用于气力输送

纳米技术：在纳米尺度（1-100nm）上研究、利用物质的特性和相互作用的多学科交叉的科学与技术。

在纳米尺度认识自然界，发现新现象、知识；利用新技术通过直接操纵原子、分子来创造新物质为人类所用。

纳米材料：在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。

纳米材料学：纳米材料的制备与改性、特性与表征、应用与评价。

纳米器件：器件和特征尺寸进入纳米范围后的电子器件，也称纳米电子器件。纳米技术可以使芯片集成度进一

步提高，电子元件尺寸、体积缩小，使半导体技术取得突破性进展，大大提高计算机的容量和运行速度。

纳米效应：

①表面效应：纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸减小而大幅提升，粒子表面能以及表面

张力也增加，从而引起纳米粒子较大块固体材料性能的变化。如表面活化使得纳米金属粒子自燃。

②小尺寸效应：颗粒尺寸小到与光波波长、德布罗意波长相当或更小时，就会导致声、光、电、热等性能与材

料宏观上物理、化学性质的变化。如材料的“红移”现象。

③量子尺寸效应：粒子尺寸下降到某一值后，金属纳米微粒的费米能级附近的电子能级由准连续变为离散，半

导体纳米微粒存在不连续的被占据的满带和空带之间能隙变宽。

④量子隧穿效应：隧穿是指微观粒子穿过势垒的能力，建立在此效应上的竖直器件是纳米器件的主要部分。

混合：把两种或两种以上的粉体，按不同的目的，用选定的混合机使之均匀分布的操作。

混合机理：①移动混合：粒子成团移动，也称对流混合，分料作用小；

②扩散混合：颗粒分布在新出现的表面上，或单个颗粒能增大内在的活动性；分料作用大

③剪切混合：粉体内形成滑移面

造粒（粒化）：是指将粉状物添加结合剂做成具有一定形状与大小的、流动性好的固体颗粒的操作。

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|PART2问答题：

一、流动不流动判据

(1)开放屈服强度：卸料口形成稳定的料拱在自由表面上的固结强度即为开放屈服强度f c。F值小流动性好

(2)流动/开裂函数FF：固结主应力ɑ1和开放屈服强度f c的关系；表示松散颗粒粉体的流动性能。

(3)流动因数ff：料仓内粉体固结主应力ɑ1和作用于料拱脚的最大主应力ɑ1-之比，描述流动通道或料斗流动性。

意义：①当fc=0时，FF=无穷大，即粉体完全自由流动。

②当ff值越小，料斗的流动条件越好。流动通道上的密实应力越高，料拱上的应力越低，则流动越低。

流动不流动的判据：

流动函数FF和流动因素ff见左图。

当密实主应力ɑ1>临界密实主应力ɑ，位于f c线之上的ɑ1线部分满

足流动判据，处于料拱上的应力ɑ1超过料拱强度f c,则发生流动。

当密实主应力ɑ1<临界密实主应力ɑ，应力不足引起破坏，发生起拱。