粉体工程样卷

苏州大学粉体工程课程

院系材料与化学化工学部专业无机非金属

一、名词解释（3×20）

1. 当量直径：又称相当径

2. 比表面直径：与颗粒具有相同比表面积的圆球直径

3. Stokes径：与颗粒具有相同密度，且在相同介质中具有相同的自由沉降速度的直径

5. 扁平度：不规则颗粒具有最大稳定度时，短径与厚度的比值

6. 表面积形状系数：

7. 球形度：一个与待测颗粒体积相等的球形颗粒的表面积与该颗粒的表面积之比

8. 容积密度：在一定的填充状态下，单位填充体积的粉体质量，也称表观密度

9. 库仑粉体：破坏包络线方程呈一条直线的粉体

10. 开放屈服强度：在理想的圆柱形圆筒中，使粉体在一定的密实最大主应力作用下压实，

取去圆筒，在不加任何侧向支承的情况下，使密实粉体试样不倒塌的这个密实强度。

11. 料斗流动因数：

12. 开路流程：

13. 偏析：粉体颗粒在运动，成堆，排料时，由于粒径密度，形状，表面性状等差异，粉体

层的组成呈不均质的现象。

14. 分级：根据生产工艺的需求，将粉碎产品按其其种粒度大小或不同种类的颗粒进行分选

的操作过程，即为分级

15. 自由沉降速度：在重力场中，颗粒在流体中沉降时，流动阻力与相对速度有关开始时

将处于加速状态，当达到稳定后，粒子运动速度将趋于定值，此定值

称为沉降速度（或称为自由沉降速度）

16. 总分离效率：回收的固体颗粒质量与原流体中的含固量之比，表征分离器的捕集性能

17. 闭路流程：

18. 造粒：生产中的粒化又叫造粒，即将小粒径的粉体（浆料）加工成较大粒级颗粒的过程

19. 混合：物料在外力作用下，发生运动速度和运动方向的改变，是各组分颗粒均匀分布的

操作过程。

20. 残余百分量：净化后流体中的颗粒的含量的百分数，表示排放出去的数量

二、简答题（5×8）

1. 在粉体层中某一点，已知通过该点的两个主平面上的主应力σ1. σ3，请画出通过该点的莫尔圆，并给出斜面上的应力。

2. 如图中所示，容器中盛放的是细沙，请定性比较容器中的A和B点的压应力大小，并说明理由。 A=B 当H>6D时，粉体层压力不随深度的变化而变化

3. 请简要说明等径球规则填充时的四种可能的排列方式，并分别说出它们的配位数。

正方系：立方最密填充 6，正斜方体填充 8，面心立方填充 12

六方系：正斜方体填充 8，楔形四面体填充 10，六方最密填充 12

4. 请简述气力输送的分类及各自特点。

稀相气力输送：被输送物料的质量流量与运输气体的质量流量之比较小，物料颗粒间距较大，输送气体压力较低，输送速度较大，系统磨损大，输送效率低，能耗大。

浓相气力输送：

5. 请说出粉碎的定义及其分类。

固体物料在外力作用下，克服其内聚力使之破碎的过程。

分类：破碎：使大块物料碎裂为小块物料的加工过程

粉磨：使小块物料碎裂为细粉末状物料的加工过程

6. 请说出球磨机转动时，根据转速不同，筒内介质与物料的三种运动状态，在实际工作中应使介质与物料处于何种运动状状，为什么？

周转状态，抛落状态，泻落状态

抛落状态，研磨体对物料有较大的冲击作用，故而粉碎效果较好

7. 请分别指出体积粉碎粒度分布图和表面粉碎粒度分布图，并说明理由。

体积粉碎表面粉碎

体积粉碎后，粒度分布较窄较集中，细颗粒比例较小

表面粉碎后，粒度分布较宽，细粉较多，粗颗粒也较多

8. 下图是粉体层部分分级效率曲线，请定性指出三条曲线代表的部分分级效率的高低，并简述原因。

1 分级效率最高

3 分级效率其次

2 分级效率最低

1. 试说明如何通过三轴径、当量径及投影径来评价颗粒的粒径，并说明各种粒径的含义。

三轴径：在一水平面上，将一颗粒以最大稳定度放置于每边与其相切的长方体中，用该长方体的长度l、宽度b、高度h定义的粒度平均值

当量径：又称相当径

投影径：颗粒以最大稳定性置于一平面上，由此按其投影的大小定义的粒径

2. 在粉体粒径分布曲线上，频率分布与累积分布的关系如何？如何通过频率分布曲线和累积分布曲线得到粉体的多数径和中位径？

微分和积分的关系

3. 假设已知某一粉体的粒度分布且该符合对数正态分布，请问如何通过对数概率纸求解得到D50及该粉体的几何标准偏差σg？

4. 若等径球体以六方最密方式进行填充，试计算以该种方式进行填充时的空隙率。

5. 假定粉体层符合整体连续介质模型要求，已知通过该粉体层某一点的两个主应力平面上的主应力σ1、σ3，试推导出通过该点的任一平面上的应力的计算式。

6. 试分别推导粉体在料仓及料斗中的垂直压力与深度之间的关系（假设粉体表面的外压力为0），并比较粉体在料仓及料斗中压力分布的特点。

7. 如何通过粉体的开放屈强度、密实主应力σ1及作用于料拱脚的最大主应力来评价粉体在料仓中的流动性。

8. 请推导出球磨机中最外层研磨介质的基本运动式、脱离点轨迹、降落点轨迹？

9. 请说出在球磨机中，临界转速与理论适宜转速的区别，并分别加以推导。

10. 请问如何通过分析研磨介质在磨机筒体横断面上的分布来求得球磨机中研磨介质的最大填充率。

11. 请说出粉体在流体中进行重力沉降时，沉降速度与粒径之间的关系，影响颗粒沉降速度的因素有哪些？

12. 牛顿分级效率的物理意义在于分级粉体中能实现理想分级的质量比，试推导之。