粉体工程
粉体工程期末考试题及答案
粉体工程期末考试题及答案一、选择题1. 粉体工程是一门研究粉末物料的加工、输送、储存和应用的学科，其研究的范围包括（）。
A. 粉末的物性与表征B. 粉末的混合与分离C. 粉末的加工技术D. 粉末的表面改性E. 以上都是答案：E. 以上都是2. 在粉体工程中，粉体的流动性是一个重要的物性指标，通常使用（）来进行描述。
A. 容重B. 流动性指数C. 膨松度D. 粒度分布E. 粒形指数答案：B. 流动性指数3. 粉末的分散性是指粉末中颗粒之间的相互作用力离散化的能力，以下哪种方法可以增强粉末的分散性？A. 加大颗粒尺寸B. 增加颗粒的比表面积C. 提高颗粒的摩擦系数D. 减少粉末中的 moisture contentE. 提高粉末的角质量答案：B. 增加颗粒的比表面积4. 粉体的输送方式多种多样，以下不属于粉体输送方式的是（）。
A. 斜槽输送B. 螺旋输送C. 气力输送D. 机械输送E. 沉降输送答案：E. 沉降输送二、填空题1. 粉体的密度是指单位体积的粉体的（）。
答案：质量2. 在粉体混合过程中，混合均匀度的评价指标之一是（）。
答案：变异系数3. 粉体工程中常用的粉体分级方式有（）和（）。
答案：筛分分级、离心分级三、简答题1. 请简要说明粉体包装的重要性，并列举两种常见的粉体包装形式。
答案：粉体包装的重要性：粉体包装能够保护粉体物料免受外界环境的污染和损害，确保产品的质量和有效期。
同时，粉体包装还能提高产品的市场竞争力，增强产品的品牌形象。
常见的粉体包装形式：a. 瓶装：将粉体物料装入密封的塑料瓶中，通过盖子或封口膜进行密封。
适用于粉末颗粒较小的物料。
b. 袋装：将粉体物料装入塑料或纸质袋子中，通过热封或胶粘剂进行密封。
适用于粉末颗粒较大的物料。
2. 简要描述一下粉体流变学的概念和研究对象。
答案：粉体流变学是研究粉末物料在外力作用下的变形和流动行为的学科。
主要研究粉体物料的流动性、变形性和变形机制等内容。
粉体工程课件
陶瓷行业应用
药物制备
粉体工程技术在制药行业中广泛应用于药物制备，如中药和西药的生产。粉体工程技术通过控制药物的粒度和释放性能，可以提高药物的生物利用度和治疗效果。
药物剂型设计
粉体工程技术也用于药物剂型的设计，如颗粒剂、片剂、胶囊剂等。通过粉体工程技术的处理，可以调节药物的释放速度和作用方式，满足不同治疗需求。
离心筛分
利用液体将物料湿润，然后通过筛孔分离不同粒度的物料的过程。
湿法筛分
筛分技术
干法混合
湿法混合
气流混合
振动混合
混合技术
01
02
03
04
利用机械力将不同粒度的物料混合均匀的过程，如搅拌、搅拌磨等。
利用液体将不同粒度的物料混合均匀的过程，如捏和、乳化等。
利用高速气流将不同粒度的物料混合均匀的过程，如流化床、喷射混合等。
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粉体表面改性技术
粉体可作为填料添加到高分子材料中，提高材料的力学性能、阻隔性能和加工性能等。
高分子复合材料
利用陶瓷粉体制备出高性能的陶瓷复合材料，如陶瓷基复合材料、纳米陶瓷复合材料等。
陶瓷复合材料
金属粉体与其他金属或非金属材料复合，制备出具有优异性能的金属复合材料。
金属复合材料
粉体在复合材料中的应用
02
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04
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06
粉体工程安全防护
粉体工程环保措施
总结词：了解粉体工程对环境的影响，掌握环保措施，保护环境。
了解粉体工程中产生的污染物及其对环境的影响。
学习如何合理选用环保设备，降低污染物排放。
详细描述
掌握环保设备的运行原理和使用方法。
定期进行环保监测，确保排放物符合国家标准。
粉体工程-粉体分级课件
气流分级设备
01
02
03
气流分级机
利用高速气流将颗粒物料 进行分级，适用于超细粉 体的制备。
旋风分离器
利用离心力原理，将不同 粒度的物料进行分离，适 用于颗粒较粗的物料。
袋式除尘器
利用过滤原理，将颗粒物 料进行分离，适用于颗粒 较细的物料。
惯性分级设备
惯性分级器
利用惯性力原理，将不同粒度的物料进行分离，适用于颗粒较粗的物料。
分级技术的发展趋势
高效能化
随着科技的发展，粉体分 级设备不断向高效能化发 展，提高分级效率，降低 能耗。
智能化
引入智能化技术，如物联 网、大数据和人工智能等， 实现分级过程的自动化和 智能化控制。
环保化
随着环保意识的提高，粉 体分级技术向环保化发展， 减少对环境的污染和破坏。
分级技术的挑战与机遇
挑战
粉体分级过程中易产生粉尘污染，对操作人员的健康造成影 响；同时，分级精度和稳定性也是分级技术面临的挑战。
机遇
随着科技的不断进步和市场需求的增加，粉体分级技术面临 巨大的发展机遇。例如，在新能源、新材料等领域，粉体分 级技术的应用前景广阔。
分级技术的未来展望
创新发展
加强粉体分级技术的创新研究，推动 分级技术的进步和发展。
进料控制
控制进料速度，保持粉体流量稳定，确保分 级效果。
质量检测
对分级后的粉体进行质量检测，如粒度、含 水量等，确保质量达标。
分级后的处理
收集粉体
将分级后的粉体收集起来，进行后续 处理或储存。
清理设备
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ对分级设备进行清理，去除残留粉体， 为下次分级做准备。
记录数据
记录分级过程中的数据，如进料量、 分级效果等，便于分析和改进。
《粉体工程》(第一章-第四章)
苏州大学材料与化学化工学部 沈风雷
1
目 录
概述 粉体粒度分析及测量 粉体填充与堆积及作用力 粉体的流变学 粉碎过程及设备 颗粒流体力学 粉体的气力输送及设备 分级、分离及设备 混合与造粒 粉体输送设备 粉体喂粒及计量设备
2
第一章 概述
粉体工程的起源
8
粉体的形态
有认为是粉体是物质第四态 具有固体的性质 在一定的条件下，可以认为具有液体和气 体的性质
9
研究内容
粉体工程是以粉体物料为研究对象，研究 其性质、加工处理技术的跨学科、跨行业 的综合类工程科学。 可以分为
粉体科学：粉体几何形态、粉体力学、粉体化
学、气溶胶、粉体的润湿、粉体测定及其它 特性。 粉体技术：粉体分离、粉体均化、粉体制造、 粉体储存、粉体输送
md 3 D md 3
1
(2-4)
29
在实际应用中，常用两个系列的平均径，以个 数为基准加以说明： nd (2-5) （一） 1, 0 D
10
制备方法
气相法 液相法 固相法
电 阻 加 热 法
化 学 火 焰 法
等 离 子 法
激 光 法
溶 乳 溶 熔 喷 液 液 胶 盐 雾 凝 合 干 法 法 胶 成 燥 法 法 法 -
热 烧 还 机 机 分 结 原 械 械 解 法 化 化 粉 合 学 碎 法 法 法 法 -
11
意 义
提高工业产品的质量与控制水平
34
图2-7 粒度分布示意图
35
粒度分布的表达方式
频率分布
f f1 (d )
R f 2 (d ) D f 3 (d )
粉体工程课程设计书
粉体工程课程设计书一、课程目标知识目标：1. 学生能理解粉体工程的基本概念，掌握粉体性质、制备方法和应用领域；2. 学生能掌握粉体粒度分析、表面性质测定及粉体流动性评价的方法；3. 学生了解粉体技术在化工、医药、食品等行业的应用案例。
技能目标：1. 学生能够运用粉体工程知识，设计简单的粉体制备和加工工艺；2. 学生能够操作粉体分析仪器，进行粉体性质的测定；3. 学生能够运用所学知识，解决实际问题，提高分析和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对粉体工程学科的兴趣，激发探索精神和创新意识；2. 学生认识到粉体工程在国民经济发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感；3. 学生通过团队合作，培养良好的沟通与协作能力，形成积极向上、勤奋好学的学习态度。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在让学生掌握粉体工程的基本理论和实践技能，培养具备创新意识和实际操作能力的高素质人才。
课程目标具体、可衡量，以便学生和教师在教学过程中能够明确预期成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 粉体工程基本概念：粉体的定义、分类、性质及表征方法；教材章节：第一章 粉体工程概述内容安排：2学时2. 粉体的制备与处理方法：粉碎、分级、表面修饰等；教材章节：第二章 粉体制备与处理技术内容安排：4学时3. 粉体性质测定：粒度分析、比表面积、密度、流动性等；教材章节：第三章 粉体性质测定内容安排：4学时4. 粉体技术在各行业的应用：化工、医药、食品等；教材章节：第四章 粉体技术应用内容安排：4学时5. 粉体工程设计与实践：工艺流程设计、设备选型与操作；教材章节：第五章 粉体工程设计与实践内容安排：4学时6. 粉体工程案例分析：分析典型粉体工程案例，提高学生实际应用能力；教材章节：第六章 粉体工程案例分析内容安排：2学时教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
教学大纲明确各章节内容和进度安排，便于教师授课和学生预习。
粉体工程总结范本
粉体工程总结范本近年来，我国粉体工程行业发展迅速，取得了显著的成果。
在工程设计、设备制造、工艺技术等方面，取得了很多创新和突破，为我国粉体工程行业的发展做出了卓越贡献。
本文将从粉体工程的概念、发展现状、问题与挑战、解决方案等方面进行总结讨论。
一、粉体工程的概念及发展现状粉体工程是将固体颗粒物料进行处理、加工、传输、存储等一系列工艺过程的科学技术领域。
它是研究和解决固体粉体在工业生产中存在的问题的一门学科。
随着我国经济的快速发展和工业化进程的加快，粉体工程行业蓬勃发展。
目前，我国粉体工程行业已具备了比较完善的产业链，形成了较为成熟的市场体系。
二、粉体工程的问题与挑战尽管我国粉体工程行业取得了快速发展，但仍存在一些问题和挑战。
首先，技术水平还不够高。
虽然在一些领域中我国粉体工程技术已经达到了国际先进水平，但与发达国家相比，整体水平仍有差距。
其次，产业结构亟待优化。
我国粉体工程行业的产业结构相对单一，缺乏差异化竞争优势。
产业链条上的各个环节之间缺乏有效的协同与合作，导致整个行业的发展受到限制。
再次，环保要求越来越高。
随着环保意识的提升，政府对粉体工程行业的环保要求不断加强，而一些企业在环保设备和技术方面仍存在不足。
最后，人才队伍建设亟待加强。
粉体工程行业的技术要求高，需要一批专业化、高素质的技术人员。
当前我国粉体工程行业的人才紧缺问题还没有彻底解决。
三、解决方案为了解决上述问题和挑战，我认为应该采取以下措施：首先，加强技术创新。
加大对粉体工程技术研发的投入，提高技术研发的效率和质量。
加强与国内外先进企业、研究机构的合作，共同推动技术创新。
其次，优化产业结构。
加强上下游企业之间的合作与协同，形成完整的产业链。
鼓励企业加大技术投入，提高产品的附加值。
加强自主创新，提高核心竞争力。
再次，加强环保工作。
企业要提高环保意识，积极采取先进的环保设备和技术，切实做好废气、废水、废渣的处理和综合利用。
最后，加强人才队伍建设。
粉体工程师岗位职责
粉体工程师岗位职责粉体工程师是一种新兴的工程领域，其职责包括对粉体物料的生产、加工、存储、运输等各个环节进行研究与处理。
下面是粉体工程师的岗位职责介绍：1. 粉体生产的研究与优化粉体工程师负责对粉体生产流程进行研究和优化。
需要掌握各类粉体生产技术以及设备操作等相关知识，确保生产过程顺畅并有收益。
同时，粉体工程师还需要结合产品市场需求和现有技术水平，提出新的工艺流程改进方案，以提高生产效率和质量。
2. 粉体加工技术的研发与改进粉体工程师需要对各种粉体加工技术进行研发和改进，以提高设备的加工效率、设备稳定性和产品的质量。
需掌握颗粒物料的物理化学及流体力学知识，了解和掌握颗粒物料的表观性质和加工过程及影响因素，为提升加工工艺、优化设备和降低成本、提供技术改进方案等提供科学依据。
3. 粉体物料的测试与分析粉体工程师需要掌握各种粉体物料的检测和分析方法，以评估物料粒度、质量、流动性、稳定性等主要性能，同时还要通过数据分析、软件模拟等方法，对粉体物料进行优化设计和改进。
4. 设备的研究与开发粉体工程师需要对各种颗粒物料设备进行研究和开发，以满足不同用户需求。
同时，需要分析和评估现有设备的性能、工作原理、优化改进的方案和方法等，与供应商和用户进行技术交流和合作，提供适合的设备和方案。
5. 安全规范和合规性的评估和监测粉体工程师要关注设备安全性和合规性，制定或参与建设和完善生产安全管理制度、培训人员和技术检查等，普及安全知识，提高生产安全水平。
同时要关注环保、再生资源等可持续发展问题，确保生产过程与环保标准相符。
总之，粉体工程师需要有扎实的理论基础、紧跟科技进步的步伐，以较高的敏感性发现生产中的问题，并能提出相应的解决方案。
他们需要在不断探索的领域不断更新知识、改进方案和提供优质服务，将科学的理论和技术转换为实际的应用。
粉体工程课件(ppt 54张)
16.02.2019
颗粒大小决定（影响）： e.g. 水泥的凝结时间、强度； 结构陶瓷的强度、韧度； 功能材料的功能； 催化剂的活性； 食品的味道； 药物的药力； 颜料的着色力；
9
e.g.陶瓷材料性能由： a.材料组分； b.显微结构--粉体特性（颗粒度、形状、团聚 状态、相组分)； 亚微米―纳米级超细粉，加速烧结过程中动力 学过程，降低烧结时间，改善烧结体性能； e.g.水泥工艺是两磨一烧,水泥性能由 a.材料组成（煅烧）； b.颗粒度（颗粒大小及分布）； 水泥（溶胶－凝胶法，DSP）
16.02.2019
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粉体技术所涉及到的行业和产品应用
食品 颜料 能源 粮食加工、面粉蛋白分离、调味料、保健食品、食品 添加剂、 偶氮颜料、酞青系列颜料、氧化铁系列颜料、氧化铬 系列 煤粉燃烧、固体火箭推进剂、水煤浆、
电子
电子浆料、电子塑封料、集成电路基片、电子涂料、 荧光粉、铁氧体
16.02.2019
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粉体技术所涉及到的行业和产品应用
建材 精细 陶 瓷 环保 机械 水泥、建筑陶瓷生产、复合材料、木粉 原料细化处理、梯度材料、金属与陶瓷复合材料、颗 粒表面改性 脱硫用超细碳酸钙、固体废弃物的再生利用、各类粉 状污水处理剂 粒度砂、微粉磨料、超硬材料、固体润滑剂、铸造型 砂
16.02.2019
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DSP水泥;densified systems containing homogeneous 16.02.2019 arranged ultrafine particle;DSP cement
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非金属矿行业对国民经济和社会就业的贡献和影响不 断提高，2000年非金属矿工业总产值已达548.82亿元， 超过金属矿工业总产值（435.34亿元）。非金属矿产 品与金银铜铁一样，是社会发展不可缺少的重要物质 资料。在出口方面，非金属矿产品是我国改革开放以 来出口创汇增长最快的产品；其巨大贡献是不争的事 实。非金属矿产品在"六五”期间出口12.5亿美元,"七 五"期间达到25.7亿美元，"八五"期间超过53.7亿美元， "九五"期间超过100亿美元。2000年出口创汇24.29亿 美元，2001年达到28亿美元，2002年继续保持增长 势头。件
粉体工程
1、粉体是是由无数相对较小的的颗粒状物质组成的一个集合体。
粉体既有固体的性质，也有液体的性质，有时还有气体的性质。
凡从粉磨机中卸出的物料即为产品，不带检查筛分或选粉设备的的粉磨流程称为开路流程。
凡带检查筛分或选粉设备的粉磨流程称为闭路流程。
开路适用于粉磨产品粒度较大，闭路适用于粉磨产品粒度较小。
2、颚角（钳角）：颚式破碎机动颚与定颚之间的夹角α称为钳角。
减小钳角可增加破碎机的生产能力，但会导致破碎比减小；反之，增大钳角虽可增大破碎比，但会降低生产能力，同时，落在颚腔中的物料不易夹牢，有被推出机外的危险。
反击式破碎机工作原理：机器工作时，在电动机的带动下，转子高速旋转，物料进入板锤作用区时，与转子上的板锤撞击破碎，后又被抛向反击装置上再次破碎，然后又从反击衬板上弹回到板锤作用区重新破碎，此过程重复进行，物料由大到小进入一、二、三反击腔重复进行破碎，直到物料被破碎至所需粒度，由出料口排出。
调整反击架与转子之间的间隙可达到改变物料出料粒度和物料形状的目的。
石料由机器上部直接落入高速旋转的转盘；在高速离心力的作用下，与另一部分以伞型方式分流在转盘四周的飞石产生高速碰撞与高密度的粉碎，石料在互相打击后，又会在转盘和机壳之间形成涡流运动而造成多次的互相打击、摩擦、粉碎，从下部直通排出。
形成闭路多次循环，由筛分设备控制达到所要求的粒度。
结构单转子反击式破碎机的构造，料块从进料口喂入，为了防止料块在破碎时飞出，在进料口进料方向装有链幕。
喂入的料块落在篦条筛的上面，细小料块通过篦缝落到机壳的下部，大块的物料沿着筛面滑到转子上。
在转子的圆周上固定安装着有一定高度的板锤，转子由电动机经V 型皮带带动作高速转动。
落在转子上面的料块受到高速旋转的板锤的冲击，获得动能后以高速向反击板撞击，接着又从反击板上反弹回来，在破碎区中又同被转子抛出的物料相碰撞。
由 条筛、转子、反击板以及链幕所组成的空间称为第一冲击区；由反击板与转子之间组成的空间是第二冲击区。
粉体工程1
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》课程笔记
《粉体工程》课程笔记第一章颗粒物性1.1 颗粒粒径和颗粒分布颗粒粒径是指颗粒的线性尺寸，通常用直径表示。
颗粒的形状、大小和分布对其物理和化学性质有重要影响。
颗粒分布是指颗粒大小的分布情况，可以通过粒度分布曲线来表示。
粒度分布曲线通常以颗粒直径的对数为横坐标，以对应直径的颗粒体积或质量分数为纵坐标。
颗粒的粒径分布可以分为单峰分布和双峰分布。
单峰分布是指颗粒大小集中在某个范围内，而双峰分布则是指颗粒大小分布在两个不同的范围内。
颗粒的粒径分布对其堆积、流动性等物理性质有重要影响。
1.2 颗粒形状和表面现象颗粒形状是指颗粒的外形特征，可以分为规则形状和不规则形状。
规则形状的颗粒如球形、立方体等，而不规则形状的颗粒则呈现出各种复杂的几何形状。
颗粒的形状对其堆积、流动性等物理性质有重要影响。
表面现象是指颗粒表面的吸附、反应、润湿等性质。
颗粒的表面现象对其在流体中的沉降、分散等行为有重要影响。
例如，表面活性剂可以改变颗粒的润湿性，从而影响其在流体中的分散性。
1.3 颗粒间的作用力颗粒间的作用力主要包括范德华力、静电力、氢键等。
这些作用力对颗粒的团聚、分散、堆积等行为有重要影响。
范德华力是由于颗粒表面分子的瞬时偶极矩引起的吸引力，静电力是由于颗粒表面带电而产生的相互作用力，氢键则是一种特殊的相互作用力，常见于含有氢键供体和受体的颗粒之间。
颗粒间作用力的强度和性质决定了颗粒体系的稳定性。
当颗粒间作用力较弱时，颗粒容易发生分散；而当颗粒间作用力较强时，颗粒容易发生团聚。
1.4 颗粒的团聚与分散颗粒在空气中或其他介质中容易发生团聚现象。
颗粒的团聚会导致其堆积密度降低，流动性变差。
颗粒的分散是指颗粒在介质中均匀分布，颗粒的分散性对其在流体中的沉降、输送等行为有重要影响。
颗粒的团聚与分散可以通过调节介质性质、添加分散剂等方法来控制。
介质性质包括介质的pH值、离子强度等，这些参数可以影响颗粒表面的电荷和润湿性，从而影响颗粒的分散性。
粉体工程
4
2 2
本课程学习及考试要求
课堂按时听课，认真笔记 课后看书、自学、理解消化吸收 积极参加答疑辅导，课堂提问、期终考试 成绩比例：平时成绩:考试成绩=30%:70%
参考书
1 粉体工程导论，周仕学，张鸣林，科学出版社，2010
2 粉体加工技术，卢寿慈，中国轻工出版社，1999 3 粉体工程与设备，陶珍东，化学工业出版社，2003
粉体工程与矿物加工工程的关系
矿物加工工程是研究矿物分离的一门
应用技术学科。其学科目的是将有用 矿物和脉石(无用)矿物分离。
粉体工程与矿物加工工程的关系
矿物加工主要工艺
（1）金属矿：重力选矿、磁力选矿、浮 游选矿、化学选矿等； （2）非金属矿：浮游选矿、重力选矿等。
粉体工程与矿物加工工程的关系
粉体的定义
粉体：工程上常把常态下将以较细的
粉粒状态存在的物料，称为粉状物料， 简称粉体，其粒径可由几nm至几十
mm。
粉体工程主要研究内容
粉体工程是以粉体物料为研究对象，
研究其性质、加工处理技术的一门
工程科学。
粉体工程主要研究内容
主要内容包括粉粒体的基本性质、粉碎
过程的基本理论及设备、粉体输送及设 备、分级分离理论及设备、混合造粒原 理及设备、喂料及计量设备、粉体力学 及流变学理论等相关知识。
日、美、德等国相关的粉体杂志和信息部门建立了相应的
信息资料交换联系。
介绍中国粉体工业信息网主建单位
中国贸易促进会－建材分会－粉体工业委员会
中国硅酸盐学会－精细陶瓷分会－粉体专业业委员会
中国金属学会－粉末冶金专业委员会
中国选矿学会－粉体工程委员会
粉体工程课程设计过程
粉体工程课程设计过程一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握粉体工程的基本概念、原理、方法和应用，培养学生分析和解决粉体工程问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–掌握粉体的定义、分类、性质和特征。
–理解粉体工程的基本原理，包括粒径、粒度分布、表面性质等。
–熟悉粉体工程的应用领域，如材料科学、化学工程、环境工程等。
2.技能目标：–能够运用粉体工程的原理和方法分析解决实际问题。
–具备粉体材料的制备、处理和应用的基本技能。
–能够进行粉体工程的实验操作和数据处理。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的科学精神，提高对粉体工程学科的兴趣和热情。
–培养学生的人文素养，注重职业道德和社会责任感。
–培养学生的团队合作意识，提高沟通和协作能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括粉体工程的基本概念、原理、方法和应用。
具体内容如下：1.粉体的定义、分类、性质和特征。
2.粉体工程的原理，包括粒径、粒度分布、表面性质等。
3.粉体材料的制备方法，如机械磨碎、化学合成等。
4.粉体材料的处理技术，如干燥、筛分、混合等。
5.粉体工程的应用领域，如材料科学、化学工程、环境工程等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，系统地传授粉体工程的基本概念、原理和方法。
2.讨论法：通过小组讨论和课堂讨论，培养学生的思考能力和团队合作意识。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生能够将理论知识应用于解决实际问题。
4.实验法：通过实验操作和数据处理，培养学生的实践能力和科学精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的粉体工程教材作为主要教学资源。
2.参考书：提供相关的参考书籍，供学生深入学习和研究。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，以直观、生动的方式呈现教学内容。
粉体工程
SV
6
9.7
6 8 14 24
6
6 8 14 24
29
§1.2 粉体的特性表征
1 粉体的平均粒径 2 粒度分布 3 粒度测定 4 粉体的比表面积与测量原理
2019/12/1
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粉体的平均粒径 粉体平均粒径计算公式
粉体的特性表征③ 面积平均径
2019/12/1
15
当量径
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
颗粒与球或投影圆有某种等量关系的球或投影圆的直径
2019/12/1
等效圆球体积直径
16
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
等体积球当量径 与颗粒同体积球的直径
dv 3
6v
等表面积球当量径 与颗粒等表面积球的直径
ds
s
2019/12/1
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扁平度
m
颗粒的宽度 颗粒的高度
b n
延伸度
n
颗粒的长度 颗粒的宽度
l b
2019/12/1
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形状系数
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
若以Q表示颗粒的几何特征，如面积、体积，则Q与颗粒粒径 d的关系可表示为：
Q kdp
式中，k即为形状系数。对于颗粒的面积和体积 描述，k有两种主要形式，分别为：
立方体 正四面体 圆柱(d：h=1：10) 圆板(d：h=10：1)
2019/12/1
w =1 w =0.877 w =0.806
w =0.671 w =0.580 w =0.472
23
扁平度m与延伸度n
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
一个任意形状的颗粒，测得该颗粒的长、宽、高为l、b、h， 定义方法与前面讨论颗粒大小的三轴径规定相同，则：
粉体工程(粉体的输送)
1、动力消耗大 2、需要空气压缩系统，对技术要求高 3、颗粒直径范围小，一般小于3cm
2.1粉体的机械运输
原理：
利用物料和传送带的摩擦力来运输物料
概述：
输送机是指工业生产过程中完成物料传送的 机械设备，不仅能实现上次过程的工段连接，组 成流水线，而且可以再运输过程中实现其他加工 工艺，如搅拌，筛选，干燥等，还可以控制流量 达到控制生产节奏和速率。
1.2.1固气两相流的主要特点
1、用具有一定能量的气流作为动力，简化了复 杂的机械装置 2、密闭的管道输送，布置简单，灵活 3、直接输送散装物料，不需要包装，作业效率 高 4、可实现自动化遥控，管理费少 5、设备简单，维修费用低 6、运输距离长，能达3000m
1.2.2固气两相流的浓度与混合比
固气两相流运输的过程是气体和固体相互作用的过程，管道 内气体与固体量的大小直接影响颗粒群的运输状态、输送量大 小、输送效率的高低 质量浓度（m）
2.2机械运输主要方式
比较常见的机械运输方式是 1、胶带输送机运输（最常见的， 如流水线） 2、螺旋输送机运输 3、斗式输送机运输 4、刮板输送机运输
胶带运输机
பைடு நூலகம்
螺旋运输机
斗式提升机
刮板运输机
2.3机械设备优缺点
优点：
1、生产技术成熟，应用最广，可连续输送 2、结构简单制造容易 3、适应性强，可运输多种不同的物料 4、速度快，运输距离长，可达10Km, 5、工作平稳，安全可靠
1.1固液两相流输送原理及概述
原理：
流体流速很小时，粉体处于沉积状态，当流体流速达 到临界值时，粉体颗粒的重力等于浮力，粉体便可以悬浮 起来，称为流化态。 当流化态开始，并且流体速度越来越快时，所有粉体都开 始做无规则运动，在外力作用下，粉体就沿着受力方向运 动，从而达到运输的目的。
粉体工程及设备
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。
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分级粒径
分级点：所谓分级点通常是指相当于分级 效率50％的粒径，称为分级粒径Dp50，
平衡粒径Dpe ：指混入粗粉和细粉的量相等 的粒径
13
平衡粒径
14
评价分级精度的几个指数
德国的Leschonski提出的指数：
K＝Dp75／Dp25 Dp75、Dp25分别为75％和25％的分级粒径.
ηS=(1-zDb)2x100%
(7-9)
式 中 z— 单 位 长 度 内 的 筛 孔 数 ，Db—筛丝直 径，筛网的孔隙率可达80％ ，小于50％， 影响通过性。
32
7.3筛分机理
粒子通过筛孔的条件： a.粒径小于筛孔直径， b.机会，相对运动
33
1．颗粒通过概率
设筛孔为金属丝所组成的方形孔，如图3—5所示，筛孔每边净长为D， 筛丝的粗细为Db，而被筛分的颗粒设为球形，其直径为d。就该筛孔 而言，球粒中心的运动范围应为(D+Db)2。当球粒能够顺利落下去时， 其球心的位置则应在(D—d)2范围之内。所以球粒落下去的机会，即 其通过概率P为：
破碎方式
处理能力kg/h
10μm以下含量/kg
能耗kw/kg
单独
2.1
0.63
34.5
闭路
10
20.4
10.8
4
(3)生产特定级别的产品
分级机的作用是不仅要控制大颗粒，而且 也要控制微细颗粒，包括挑选出合适的颗 粒分布区间。
5
(4)生产高细度的产品
（A）超细产品的分级
如碳化硅，金刚石等磨料的制备，
小于等于200目的粒子回收率是多少？ 大于200目的粒子回收率是多少？
牛顿效率ηN是多少？
28
计算
小于等于200目的粒子回收率： ra=(Xa·A)/(Xf·F)＝8×80％
/20*45%=71.1% 大于200目的粒子回收率：
rb=[(1-Xb)·B]/(1- Xf)·F)＝78.3％×12/ （（1－45％）×20）=85.4%
(Dd)2 P(DDb)2
(1d/D)2 1D/bD
34
实际
实际情况中，球形颗粒通过筛孔的概率要 比上述的大一些
35
2．筛分效率
Em 410 % 0m 1m 310 % 0
m 1
m 1
设入筛物料中含有筛下粒级的质量为m1，筛上料 的质量为m2，混在筛上料中的筛下粒级质量为m3， 实际筛出的筛下料质量为m4
第七章 颗粒分级原理和技术
1
1 分级的意义与定义
定义：根据生产工艺的要求，把粉碎产品 按某种粒度大小或不同种类颗粒进行分选 的操作过程称为分级。
方法：筛分法，干式分级和湿式分级
2
分级意义
(1)闭路与单次通过制备方法的粒度分布 （冲击磨）
3
（2）功耗比较
表7－1 单独及闭路粉碎消耗的动力比较
Ep＝(Dp75-Dp25)／2
理想条件下，Ep＝0，Ep值越小分级精度越好，但Ep值和分级 粒度有关。分级粒径大，Ep大，分级粒度小，Ep小。所以， 如果不表明Dp50。则容易判断失误。
16
75%与25%的分级径
17
分级精度指数
3．不完全度(Imperfection)I ：法国的 Belugou提出，对Terra指数Ep与分级粒径 Dp50的依赖性予以修正的指数。
（B）避免团聚
细颗粒及早分离，避免了团聚
（C）没有分级机就没有超细粉体
6
2 分级性能的评估
（A）分级粒度 d0 ：在粗粒部分中末混入 小于d0粒度的颗粒，同时在细粒中也 末混入大于d0的颗粒，
（B）分级精度的方法：部分分级效率和综 合分级效率
7
2.1 1 部分分级效率定义
假设在X1和X2的粒径范围内,选粉机的喂 料量为Wa，选粉分级机粗粉量（或者细粉 量）为Wb，Wa/Wb的比值则称为“部分 分级效率”。
以部分分级效率为纵坐标、颗粒粒径为横 坐标，即可绘制出部分分级效率曲线。
8
2.1 2 部分分级效率曲线（1）
9
部分分级效率曲线（2）
图7－3 理想分级和实际分级的部分分级效率曲线
10
分级的频率分布曲线
11
收率
( D ) c [ R c ( D i ) R c ( D i 1 ) /R ] 0 [ ( D i ) R 0 ( D i 1 )] (7-1)
29
3.筛分法
定义：把固体颗粒置于具有一定大小孔径 或缝隙的筛面上，使通过筛孔的成为筛下 料，被截留在筛面上的成为筛上料，这种 分级方法称为筛分。
分类：分为干法筛分和湿法筛分
30
3.1筛分与筛制
我国现行标准筛采用ISO制，以方孔筛的边 长表示筛孔大小
31
3.2孔隙率ηS
孔隙率也称开孔率，是指筛孔净面积占筛 面总面积的比率(％)
22
牛顿效率ηN
ηN＝ra＋rb－1
23
回收率（1）
24
回收率（2）
25
回收率（3）
a成分的回收率ra :即原料中含有的a成分与实际回 收到a成分产品中的a成分的比例。
ra=(Xa·A)/(Xf·F)
同样b成分的回收率rb
rb=[(1-Xb)·B]/(1- Xf)·F)
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2.回收率（4）ηR
理想分级状态下K＝1，K值越接近1分级精度越高， K＜1.4时 分级状态很好；K值在1.4—2.0之间，分级状态良好；也有用K ＝Dp25／Dp75表示的，此时K＜1，K值越小分级精度越差。
15
分级精度指数
2．Terra（台拉）指数Ep: 由法国的煤 炭技术人员Andre Terra提出的，表示部分 分级效率的斜率。
ηR＝实际得到的欲分级成分量/原料中含有 的欲分级成分量
假设a成分为欲分级量，则有： ηR＝(Xa·A)/(Xf·F)
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例1
有一堆粉料共20千克，其中有小于等于200目的 粒子占45％，通过气力分级，得到8千克和12千 克两堆粉体，其中8千克粒子中小于等于200目 粒子比例为80％，12千克粒子中大于200目粒 子78.3％，请问：
I合分级效率
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分级模型
20
牛顿效率（1）
21
牛顿效率（2）
1．牛顿效率ηN ： F原料， A：a成分的量，B：b成分的量 Xf－原料中a成分的含有率； 1-Xf原料中b成分的含有率； Xa－a成分产品中a成分的含有率； 1-Xa－a成分产品中b成分的含有率； Xb－b成分产品中a成分的含有率； 1-Xb－b成分产品中b成分的含有率；