流态化手册笔记

流态化手册

第一篇

第一章：

1.粒径：球形颗粒的直径；

当量直径或相当径：用球体的直径表示不规则颗粒的粒径。

粒度（粒径）：颗粒的平均大小；

三轴径：将一颗粒放置于每边与其相切的长方体中，长方体的三条边表示该颗粒在笛卡尔坐标中的大小。长、宽、高称为三轴径；

投影径：（1）二轴径：颗粒投影的外接矩形的长和宽称为二轴径；

（2）Feret径：与颗粒投影相切的两条平行线之间的距离；

（3）Martin径：在一定方向上将颗粒投影分成两等份的直径；

（4）定方向最大径（Krumbein径）：在一定方向上颗粒投影的最大长度

（5）投影面积相当径（Heywood径）：与颗粒投影面积相等的圆的直径，又称当量直径。

（6）投影周长相当径D L：与颗粒周长相等的圆的直径。

筛分径：当颗粒通过筛网并停留在细筛网上时，粗细筛孔的算术或几何平均值。

2.各粒径之间的关系

D F>D H>D M

细长颗粒两径（D F,D M）的偏差较大；

D L=πD F

Caucy定理：S=4A=πD H

3.单粒度体系：颗粒系统的粒径相等时（如标准颗粒），可用单一粒径表示其大小。

多粒度体系：实际颗粒大都由粒度不等的颗粒组成。

粒径分布（粒度分布）：用简单的表格、绘图和函数形式表示颗粒群粒径的分布状态。

频率分布：表示各个粒径相对应的颗粒百分含量（微分型）；

累积分布：表示小于（或大于）某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒径的关系（积分型）。

粒径分布的函数表示：（1）正态分布（颗粒）（2）对数正态分布（粉体）（3）Rosin-Rammler 分布（粉碎物料如煤粉）；（4）Gaudin-Schuhmann分布（双对数坐标纸粒度分布是一条直线）；

a.平均粒径的计算；

b.比表面积计算；

c.颗粒个数与质量两种基准分布的相互变换；

d.对数正态分布线图的应用。

4.平均粒径定义：将粒径不等的颗粒群想象成由直径D组成的均一球形颗粒，那么其物理特性可表示为f(d)=f(D);

5.颗粒的分类：块状颗粒、粒状颗粒、粉末颗粒（粗粉、细粉、超细粉）、纳米颗粒。

第二章

1.颗粒的几何性质包括粒度、形状、表面结构和孔结构。

颗粒性质：指一个颗粒的轮廓或表面上各点所构成的图像。描述颗粒形状的方法分为语言术语和数学语言。

形状指数：颗粒大小的各种无量纲组合；

形状系数：立体几何各变量的关系。

2.单一颗粒的形状表示：

当放置在水平面上的单一颗粒处于稳定状态时，可在相互正交的三轴方向上测得其最大值L、B、T.

均齐度（比率）：颗粒两个外形尺寸的比值。

N=L/B（长短度）、M=B/T（扁平度）可作为颗粒定性分类的基准参数。

充满度：颗粒外接长方体的体积与该颗粒体积之比。

球形度（真球度）：表示颗粒接近球体的程度。

圆形度：颗粒的投影与圆的接近程度。

圆角度：颗粒棱角磨损的程度。

3.颗粒形状的数学分析：将颗粒的几何形状用一些函数来表述，常见的分析方法有Fourier 方法、方波函数法和分数维方法等。

Fourier方法：（1）R（θ）法；（2）纯正弦函数值

方波函数更适合表示颗粒的表面形貌。

第三章颗粒测量

1.颗粒粒径测量方法：（1）筛分法：利用筛孔机械阻挡的分级方法。包括筛分初始区、过度区、终结区。

标准筛

筛子校准，定期检定方法：（1）以已知粒度分布的标准试样；（2）用已校验过的筛子作标准与被检筛对同一样品筛分，比较所得结果，定出校正系数。

（2）沉降法（重力、离心沉降、增量法、累积法，沉降法测粒仪）

Stokes径：通过测定颗粒在流体中的沉降速度，基于Stokes重力沉降公式计算出的粒径。（3）电感法

（4）光散射与衍射和光子相关与布朗运动法（利用波长恒定的激光为光源，照射以一定方式分散的颗粒，通过安放在特定角度的接收器收集变化的光信息，计算出颗粒的粒度分布的有关数据。）

（5）X光小角散射法

（6）全息照相法（将物体反射光波中的全部信息，记录在感光干板上的新型照相技术，所得全息照片，用激光或单色光照射，可重现原立体图像）

（7）流体分选法（根据不同力的作用，将悬浮颗粒依其粒度或密度差异移至不同区间，达到分级目的。）

分级设备有：淘析器、离心分级器、串级式撞击器

2.颗粒密度测量

（1）真密度：颗粒质量除以不包括开、闭孔的颗粒体积得到的密度；

（2）表观颗粒密度：颗粒质量除以不包括开孔、但包括闭孔在内的颗粒体积得到的密度；（3）有效颗粒密度：颗粒质量除以包括开孔及闭孔在内的颗粒体积得到的密度；

（4）表观粉体密度：粉粒体质量除以该粉粒体所占容器的体积得到的密度；

颗粒密度测定方法：

（1）真密度与表观颗粒密度测定：液侵法（比重瓶法、悬吊法、Le Chatelier比重瓶法）、气体容积法、压力比较法。

求真密度，颗粒要磨细，消除开口与闭口细孔；

测表观颗粒密度：充分脱气、除去开口细孔内的气体；

测有效颗粒密度：采用与颗粒物质接触角大，难于侵入开口细孔的液体。

（2）松密度与振实密度

3.颗粒的比表面及测量

比表面是表征粉体中颗粒群粗细的一种量度，是活性固体吸附性能的重要参数，可用于计算无孔颗粒和高分散粉末的平均粒径。

（1）气体透过法：利用流体通过多孔介质或颗粒床层的压降与流速的关系，来求取颗粒的

比表面的方法。

（2）吸附法

（3）压泵法（测量施加不同静压力时进入脱气固体中的泵量，据此测得孔径分布、孔隙度和比表面等）

（4）湿润热法

（5）计算法

4.颗粒细孔分布的测定

（1）气体吸附法

（2）压泵法

5.取样原则：

（1）黄金原则：从移动的颗粒料中取样；（2）短时间间隔多次从整个料流中取样。

生产样：生产流程或储运过程中取得的试样。

收集所取气样中的粉尘，可用惯性法、过滤法、静电集尘法和热沉积法。

试样缩分法：圆锥四分法、勺取法、盘式缩分法、叉溜法及旋转格槽法（最佳）。

旋转格槽缩分器分旋转型受料器（适于小量试料的缩分）和旋转型料嘴（处理量不受限制）。制样：依测试对象特性、测试项目和方法而定，总的要求是试样分散性好。

粒度分析结果：

（1）粒度是表征颗粒大小的物理量，由于颗粒形状的不规则性，测量同一颗粒的方法不同，粒度也将不同，甚至相差甚远。

（2）测量法相同，若分析结果差异，可能由于不同分析者的仪器存在一些差别，但只要都以标准物料标定仪器，差别即可避免。

（3）分析方法相同，仪器通过标定，仍可能存在不同的粒度分析结果，这是由于操作者分析时未能很好的将样品分散开。

第三篇

第一章：

过程工业的类型：

（1）按物系特性分类：气固系统、液固系统、气液固三相系统。

（2）按过程的热特性分类：放热过程和吸热过程。

（3）按物理化学特性分类：物理过程和化学过程。

物理过程主要通过流体与颗粒表面接触相互摩擦，将动力由一相传至另一相，从而促使另一相做相应地运动。

化学过程（中心环节）：目的是实现物质的转化。

2.欲使一个化学工艺过程得以实现，掌握工业过程的特性是前提，主要是其热力学行为和动力学行为。

热力学行为：对于固相加工过程，最为关心的是反应的完全程度、产物的产率及其热力学条件。

流体与固体颗粒的非均相反应存在两种反应特征，即恒径反应和缩径反应。

除煤和生物质的燃烧、气化外，通常的固相加工过程为恒径反应过程。描述恒径反应过程的动力学模型有缩核反应模型和反应进展模型，对比研究表明，缩核反应模型更接近于实际。

3.过程设计的前提是条件和目标，其次是途径和方法。所谓条件是指原料、燃料的组成及其物化性能。