粉體工程復(fù)習(xí)

1、 第二章 粉體粒度分析及測(cè)量（幾何形態(tài)特征）2.1單顆粒尺寸的表示方法1.統(tǒng)計(jì)平均距將顆粒的投影面積用一條線分成面積大約相等的兩部分，這條分界線在顆粒投影輪廓上截取的長(zhǎng)度dm，稱為“馬丁直徑”。一定方向測(cè)量顆粒投影輪廓的兩端相切的切線間的垂直距離，在一個(gè)固定方向上的投影長(zhǎng)度df，稱為“弗雷特直徑”。弗雷特直徑馬丁直徑此外，用一個(gè)與投影面積大致相等的圓的直徑來表示長(zhǎng)度dp，稱為“投影直徑”。2.當(dāng)量直徑即等效直徑，就是利用測(cè)定某些與顆粒大小有關(guān)的性質(zhì)推導(dǎo)出來，并使它們與線性量綱有關(guān)。最常用是“當(dāng)量球徑”（體積直徑dv和面積直徑ds）。（1） 等體積球當(dāng)量徑dv（2） 等表面積球當(dāng)量徑ds2.2

2、形狀顆粒因數(shù)球形度c：一個(gè)與待測(cè)的顆粒體積相等的球形體的表面積與該顆粒的表面積之比。數(shù)學(xué)表達(dá)式： *球形度計(jì)算舉例（以棱長(zhǎng)為a的立方體顆粒為例）： 顆粒的體積：a3 顆粒的表面積：S=6a2 等體積球的直徑： 等體積球的表面積： 所以2.3粒度分布粒度分布：對(duì)于顆粒群,除了平均粒徑指標(biāo)以外,我們通常還關(guān)心的是其中大小不同的顆粒所占的分?jǐn)?shù),或者說顆粒群的組成情況,即粒度分布。1. 粒度的頻率分布2.粒度的累積分布大于或小于某一粒徑的顆粒占顆粒群總數(shù)（或顆粒質(zhì)量）的百分?jǐn)?shù)，即為累積分布，或把顆粒大小的頻率分布按一定方式累積得到的分布。分為兩種：篩下累積D(Dp)和篩上累積R(Dp)。篩下累積表示小

3、于某一粒徑的顆粒數(shù)的百分?jǐn)?shù)；篩上累積表示大于某一粒徑的顆粒數(shù)的百分?jǐn)?shù)。直方圖和累積分布曲線圖篩下累積篩上累積課堂作業(yè)：某一粉體顆粒的尺寸分布數(shù)據(jù)為：粒子總數(shù)為1000。求頻率分布、累積分布，并繪出直方圖。第3章 粉體填充與堆積特性3.1 粉體顆粒的填充與堆積1.等徑球體顆粒的填充 *規(guī)則填充：有兩種基本的平面排列形式，正方形和等邊三角形（菱形、六邊形），如圖。在此基礎(chǔ)上，組成六種形式的空間排列。排列的形式是基本形式層的一層疊在另一層的上面，上層球心分別位于下層的球心、切點(diǎn)和間隙中心位置 。*等徑球體顆粒規(guī)則排列的六種形式 *空隙率（或填充率）的推導(dǎo)： 以最疏立方排列為例： 設(shè)單元體的棱長(zhǎng)為a，

4、球半徑為，則單元體體積為 a3(2R)3=8R3 屬此單元體的球的體積為 故填充率 = V/V0=/6 = 0.5236 空隙率 = 1- = 0.47642.非等徑球形顆粒的堆積-最密填充理論*Horsfield填充 在六方最密排列中，由六個(gè)等徑球（一次球，半徑為R0）圍成的四角孔由最可能大的一個(gè)二次球填充；由四個(gè)一次球圍成的三角孔由盡可能大的一個(gè)三次球所占據(jù)二者填充后形成有空隙依次由四次球和五次球分別填充；依此類推。最后，所有剩余孔隙被相當(dāng)小的等徑球填充,最小空隙率0.039。*Hudson填充用一定大小的球同時(shí)填充到四角孔和三角孔中，此種填空的空隙率會(huì)隨著較小球與最初大球的尺寸比值而變化

5、，最小空隙率0.1130。課堂作業(yè)：空隙率是描述粉體填充的一個(gè)重要指標(biāo)，那么什么是空隙率？并簡(jiǎn)單計(jì)算等徑球體顆粒的三個(gè)立方系填充的空隙率？ 第五章1. 內(nèi)摩擦角：由顆粒間的摩擦力與內(nèi)聚力而形成的角為內(nèi)摩擦角。破壞面與最小主應(yīng)力作用方向的夾角：破壞面與最大主應(yīng)力作用方向的夾角：/4 - i/22. 安息角：又名休止角和堆積角，是指粉體自然堆積時(shí)的自由表面在靜止平衡狀態(tài)下與平面所形成的最大角度。注入角可稱為安息角，安息角不可稱為注入角。3. 整體流優(yōu)點(diǎn)：先進(jìn)先出（1） 避免不穩(wěn)定流動(dòng)、溝流和溢流。（2） 消除筒倉(cāng)內(nèi)的不流動(dòng)區(qū)。（3）形成先進(jìn)先出的流動(dòng)，最大限度地減少存貯期間的結(jié)塊、變質(zhì)或偏析問題。

6、（4）卸料時(shí)顆粒料密度為常數(shù)，不受料位差影響?？捎萌萘渴焦┝涎b置控制顆粒料，并改善計(jì)量式喂料裝置的性能。（5）流量易控制，故任意水平截面上的壓力可預(yù)測(cè)，且相對(duì)均勻，物料密實(shí)程度和透氣性能均勻，流動(dòng)邊界可預(yù)測(cè)，可用靜態(tài)流動(dòng)條件進(jìn)行分析。 第六章1.易碎（磨）性：在一定粉碎條件下，將物料從一定粒度粉碎至某一指定粒度所需要的比功耗單位質(zhì)量物料從一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的能量，或施加一定能量能使一定物料達(dá)到的粉碎細(xì)度。2.攪拌磨的分類：按結(jié)構(gòu)形式分： 盤式、棒式、環(huán)式和螺旋式；按工作方式分：間歇式、連續(xù)式和循環(huán)式（三種）；攪拌磨的結(jié)構(gòu)：帶冷卻套的研磨筒、攪拌裝置和循環(huán)卸料裝置等 各種磨球磨機(jī)結(jié)構(gòu)

7、特點(diǎn)：主要工作部分為一回轉(zhuǎn)圓筒，還包括襯板、隔倉(cāng)板、主軸承、進(jìn)料卸料裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)等工作原理：靠桶內(nèi)裝入的鋼球、鋼段或瓷球、剛玉球等研磨介質(zhì)的沖擊和研磨作用將物料粉碎和磨細(xì)性能：對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)、能連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大粉碎比大，可超過300以上；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性能好應(yīng)用：建材、冶金等粉體磨細(xì)籠式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：主要由兩個(gè)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的籠子所構(gòu)成，故一般稱為雙轉(zhuǎn)子籠型碾?；\內(nèi)鋼制圓盤上裝有兩圈或三圈鋼棒。工作原理：由于輪子的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，物料受到鋼棒的猛烈打擊而被粉碎，然后被下一圈鋼棒沿相反的方向打擊，如此繼續(xù)下去，直到落到機(jī)殼的下部卸出。性能：生產(chǎn)能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，易于封閉，便于清洗。應(yīng)用：多種

8、物料的粉碎輪碾機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輪盤式（碾盤不動(dòng)）和旋轉(zhuǎn)式（碾盤轉(zhuǎn)動(dòng)）工作原理：物料是在碾盤平面與碾輪圓柱形表面之間受到擠壓和研磨作用而被粉碎。性能：效率較低，但粉末過程中同時(shí)具有碾揉和混合作用應(yīng)用：粉碎中等硬度的物料，或混合物料萊歇磨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輪盤式（碾盤不動(dòng)）和旋轉(zhuǎn)式（碾盤轉(zhuǎn)動(dòng)）工作原理：物料是在碾盤平面與碾輪圓柱形表面之間受到擠壓和研磨作用而被粉碎。性能：效率較低，但粉末過程中同時(shí)具有碾揉和混合作用應(yīng)用：粉碎中等硬度的物料，或混合物料MPS立式磨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輪盤式（碾盤不動(dòng)）和旋轉(zhuǎn)式（碾盤轉(zhuǎn)動(dòng)）磨輥為鼓型，磨盤為對(duì)應(yīng)的環(huán)槽型工作原理：三個(gè)液壓磨輥壓在帶環(huán)形溝槽的磨盤上，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)磨盤

9、以一定的轉(zhuǎn)速（2030r/min）旋轉(zhuǎn)。性能：磨物料粒度大，粉磨效率高，但是立式磨對(duì)制造要求、操作管理的要求較高，磨輥對(duì)物料的磨蝕性較敏感。應(yīng)用：粉碎中等硬度的物料雷蒙磨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：固定不動(dòng)的底盤和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的磨輥工作原理：磨輥繞垂直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)由于離心力作用緊壓在磨環(huán)上，與磨輥儀器旋轉(zhuǎn)的刮板將底盤上的物料撒到磨輥與磨環(huán)之間，物料在磨輥與磨環(huán)之間受到擠壓和研磨作用而被粉碎。性能：性能穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，能耗低，產(chǎn)品粒度可調(diào)范圍比較大，一般不能粉磨硬質(zhì)物料，亦不能空車運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)用：粉磨煤、焦炭、石墨等非金屬礦物及顏料、化工原料、農(nóng)藥、化肥等。振動(dòng)磨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由磨機(jī)筒體、激振器、支撐彈簧及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)等主要部件組

10、成。工作原理：物料和研磨介質(zhì)裝入彈簧支撐的磨筒內(nèi)，磨機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)由偏心激振裝置驅(qū)動(dòng)磨體做圓周運(yùn)動(dòng)，通過研磨介質(zhì)的高頻振動(dòng)對(duì)物料作沖擊、摩擦、剪切等作用將其粉碎。性能：一般圓內(nèi)振動(dòng)頻率為25或50HZ，振幅24mm，填充系數(shù)比球磨機(jī)大得多，一般為0.60.8。處理量為同體積球磨機(jī)10倍。高壓輥磨機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由給料裝置、料位控制裝置、一對(duì)輥?zhàn)?、傳?dòng)裝置、液壓系統(tǒng)、橫向防漏裝置等組成。工作原理：物料由輥壓機(jī)上部通過給料裝置均勻喂入，在相向轉(zhuǎn)動(dòng)的兩輥的作用下，在拉入角處將物料拉入高壓區(qū)進(jìn)行粉碎，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的高壓料層粉碎。性能：兩輥間的壓應(yīng)力高達(dá)50300MPa，能量利用率高，磨損小，操作方便。應(yīng)用：

11、物料粒度應(yīng)用范圍廣萊歇磨與MPS立式磨結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn):前者的磨輥為錐形，后者為鼓形；前者的磨盤為平盤，后者的磨盤為環(huán)槽形。其他裝置基本相同。在相同粉磨能力時(shí)，磨盤直徑比萊歇磨大，盤周有更多通氣孔，在一定風(fēng)速下有較大的空氣量，因此磨內(nèi)空氣壓力比萊歇磨低20%左右。球磨機(jī)磨內(nèi)可能出現(xiàn)的三種基本狀態(tài):周轉(zhuǎn)狀態(tài)、瀉落狀態(tài)、拋落狀態(tài),其中以拋落狀態(tài)對(duì)物料的粉碎效果最好 第七章1. 粉碎平衡：粉碎過程中顆粒微細(xì)化過程與微細(xì)顆粒團(tuán)聚過程的平衡?，F(xiàn)象：在粉碎的最初階段，物料的粒度迅速減小，相應(yīng)比表面積增大；粉碎至一定時(shí)間后，粒度和比表面積不再明顯變化而穩(wěn)定在某一數(shù)值附近。2. 晶格畸變：晶格中質(zhì)點(diǎn)的排列部分失去

12、其點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的周期性導(dǎo)致的晶面間距發(fā)生變化、晶格缺陷以及形成非晶態(tài)接頭（無(wú)定形結(jié)構(gòu)）等。3. 活化點(diǎn)的分布模式：表面層分布、局部區(qū)域分布、整體均勻分布4. 機(jī)械力作用導(dǎo)致的化學(xué)變化：（1） 脫水效應(yīng)（2)固相反應(yīng)5. 粉碎機(jī)械力化學(xué)的應(yīng)用：1） 粉體材料的機(jī)械力化學(xué)改性：機(jī)械力化學(xué)表面改性；粒-粒包覆改性；機(jī)械力化學(xué)接枝改性2） 機(jī)械力化學(xué)法制備納米金屬、非晶態(tài)金屬及合金；MA法合成彌散強(qiáng)化合金；MA法制備亞穩(wěn)態(tài)材料；MA法制備納米晶材料；MA法制備金屬間化合物3） 機(jī)械力化學(xué)法制備新型材料：制備納米陶瓷；制備功能材料；制備納米復(fù)合材料；制備儲(chǔ)氫材料。4）機(jī)械力化學(xué)應(yīng)用于水泥、混凝土生產(chǎn)：摻加助

13、磨劑提高水泥細(xì)度，熟料礦物及混合材料的活化，合成硅酸鹽礦物，廢棄混凝土的機(jī)械力化學(xué)活化再利用。 第十章1. 分離效率：分離后獲得的某種成分的質(zhì)量與分離前粉體中所含該成分質(zhì)量之比。=m/m0*100%2. 分級(jí)精度：實(shí)際分級(jí)曲線相對(duì)于理想分級(jí)曲線的偏離程度，其偏離程度即曲線的陡峭程度可以用來表示分級(jí)的精確度，即分離精度。3. 篩分設(shè)備三種篩序：由粗到細(xì)的篩序、由細(xì)到粗的篩序，混合篩序4. 篩孔大小表示：用篩目數(shù)M表示；或用1cm2面積上所具有的篩孔數(shù)表示K=（M/2.5）2。5. 粗分級(jí)機(jī)工作原理：分兩個(gè)區(qū)域分析。第一區(qū)是兩錐之間的分離區(qū)，主要是重力沉降，最小分級(jí)粒徑可按下式計(jì)算 ；第二區(qū)是頂蓋下導(dǎo)向葉片形成的旋流區(qū)，當(dāng)顆粒做離心沉降的離心速度與氣流向心方向的流速分量相等時(shí)，相應(yīng)的顆粒粒徑即為最小粒徑，計(jì)算式為，r-旋轉(zhuǎn)半徑 -葉片徑向夾角。上兩式表明最小分級(jí)粒徑與設(shè)備直徑和風(fēng)速成正比，與葉片角度成反比。粗分級(jí)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，不