粉体科学与工程习题集(2013)

粉体科学与工程

习题集

南京工业大学材料科学与工程学院

二〇一三年二月

一、某厂用粉碎机粉碎砂岩，原料及粉碎产品的筛析结果如下表所示，试求原料及产品的算术、几何、调和平均粒径。

二、下表所列为一个试样的筛分分析原始数据

①请在表内填出筛余累积量∑Wi。筛余累积百分数R（%）晒下累计百分数D（%）。（W-试样总量，克）

②在直角坐标纸上绘制筛析曲线（R累计分布和D累计分布）并求中位径d50和多数径dmod。

③由累计分布曲线填出频率分布数据表中的频率值

W

Wi

（%），并在筛析曲线图内绘制频率分布曲线。设取每粒级的粒度范围Δdp=200微米。 累计分布数据表

W=200克

频率分布数据表

三、Bond 裂纹粉碎理论公式中物料平均粒径的表达式，并利用该式计算第一题中原料及产品的平均粒径。

四、已知第一题中粉碎物料的单位功耗为8千瓦·时/吨，如果改变产品粒度为原来粒度的0.6倍（即产品粒度每级都缩小为原来的0.6倍），试求改变产品粒度（原粒度不变）后的单位功耗（千瓦·时/吨）。要求用三种理论分别计算，并评述结果。

五、利用第三、四题中数据或结果计算该工作条件下的Bond功耗指数Wi（焦耳/千克）。

六、破碎中硬石灰石，原料尺寸为700毫米，拟用颚式破碎机进行破碎。要求每小时产量为110吨，破碎后物料尺寸不超过180毫米，试选择破碎机规格。并计算其生产能力G、主轴转速n、理论安装功率N和电机功率N M。

（建议采用PEF900×1200颚式破碎机，已知e=150～200mm, S=30mm，б=1200kgf/cm2，E=(2～5)×105kgf/cm2）

七、某台颚式破碎机主轴额定转速n=240转/分，今欲提高其产量40%，有两种建议：一是将转速提高40%，二是将出口宽度e放大40%。试分别对两种建议进行计算和评述。（设电机容量有富裕）

已知：

转速公式n=47s

tga/(r.p.m)

产量公式G=

tga s

e

nsLρ)

2(

30+（t/hr）式中：tgα=0.4，动颚行程S=0.016m，

出口宽度e=0.1m, 出料口长度L=0.6m，

物料松散密度ρ(t/m3)，

物料松度系数μ=0.5。

八、某水泥厂要求年产425号矿渣水泥20万吨，矿渣和石膏的掺入量分别为45%和5%，水泥细度要求为0.08mm方孔筛筛余4%。若磨机全年检修总时数为1000小时，试问应选用几台Ø2.4×12M边缘传动、中心卸料的开路管磨机？并核算该磨机转速ng、产量G、填充率Ф、理论功率N0、和电机功率N M等参数，最后加以简单评述。

设已从产品样本上查得该磨机，有效容积V e=47.8米3，转速n=20转/分，总装球量G b=64吨，电机功率N M=800千瓦，当入磨粒度<15毫米和产品细度为0.08mm方孔筛筛余10%时的额定产量G N=25吨/时，并已知：衬板厚度δ=5厘米，钢球平均容积密度ρW=4.7吨/米3，熟料、矿渣、石膏的易磨性系数K m分别为1.0、0.8、2.0。

九、用试验磨做粉磨速度试验。测得数据如下：

①试用做图法在重对数一对数坐标系中求取时间指数n′和粉磨速度常数K t之值，并用公式计算法对比之。

②由图推算当200μm筛筛余R200

μ=10%时所需粉磨时间为多少分钟？

十、有一台Ø1.83×6.1M的两仓水泥磨，产量G＝8吨/时，

吨/时，入磨粒度R0＝100％，产品细度R m=5％（均为0.08mm方孔筛筛余。有关磨机设备及操作参数如下：

第一仓第二仓

有效容积V1=6m3V2=8.4m3

仓有效长度L1＝2.5m L2=3.5m

填充率Ø1＝32％Ø2＝28％

磨内存料量G1=2吨G2＝2.6吨

若粉磨全过程符合粉磨动力学方程，并令n′＝1，试求：一、二仓断面处的细度R1应为若干？

十一、有一台三仓管磨机，各仓的有效长度依次为L1＝2.0米，L2＝2.0米，L3＝3.0米，入磨粒度5～10mm，要求产品细度R＝5％，若磨机操作稳定正常，运转达到平衡，而且粉磨相对速度在全粉磨过程中均保持不变。①试确定各仓最合理的粉磨细度。（细度均以0.08mm方孔筛筛余表示），②试求达到标准细度的筒体截面距磨头的距离。

十二、今测得某物料经一试验磨机粉磨后，其产品中大于50μm 的颗粒含量为30.3％，并已知该粉磨产品分布符合RRB分布，均匀性系数n＝0.8。试求产品中①特征粒径和特征粒径系数；②中位径(μm);③小于30μm的颗粒含量(％)；④介于20～25μm的颗粒含量(％)；⑤若采用80μm方孔筛筛析，其筛余是多少(％)?⑥若颗粒密度为3000kg/m3，则其比表面积s w是多少(cm2/g)?

十三、将一粉磨机入磨物料粒度由25mm增加到35mm（均以80％通过筛孔尺寸表示)，则出磨细度相应由8％增加到10％（均以0.08mm 方孔筛筛余表示)。当其他条件均不改变时，试求变动粒度和细度指

标后磨机产量与原来产量之比。

设粉磨全过程中，磨内物料以及入磨物料、出磨产品的颗粒组成符合RRB方程；并已知粒度均匀性系数（粒度指数）n＝0.9，速度均匀性系数（时间指数）n′＝1.2；能量指数m＝1.75，且这些指数在粉磨全过程中均保持不变。

十四、用Ø500×500的球磨机做易磨性实验，已知其理论功率N0＝0.5千瓦。用标准物料做实验，当装料量为20千克，喂料粒度D p＝7～10mm，产品细度R p＝10％（0.08方孔筛筛余）时，求得标准物料的单位粉磨功产量q s＝40千克/千瓦•时。现有一未知物料按上述规定做同样的处理后进行粉磨试验，经一定时间后，用0.08mm方孔筛做筛析，结果如下：

设粉磨过程复合粉磨动力学方程，试求其达到标准细度所需的时间（分），并求出其相对易磨性系数K m和单位功产量q x（千克/千瓦•时）。

十五、某连续磨机为保证产品粒度不大于50微米，采用圈流粉磨系统，系统流程如下图所示。

已知：磨机喂料量G1=15吨/时；磨机出磨量G3中>50微米的颗粒含量为70％；

选粉机回料量G2中>50微米的颗粒含量为90％。

试求：①选粉机回料量G2，磨机出磨量G3和最终产品量G4；