粉體工程復習

1、 第二章 粉體粒度分析及測量（幾何形態(tài)特征）2.1單顆粒尺寸的表示方法1.統(tǒng)計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度dm，稱為“馬丁直徑”。一定方向測量顆粒投影輪廓的兩端相切的切線間的垂直距離，在一個固定方向上的投影長度df，稱為“弗雷特直徑”。弗雷特直徑馬丁直徑此外，用一個與投影面積大致相等的圓的直徑來表示長度dp，稱為“投影直徑”。2.當量直徑即等效直徑，就是利用測定某些與顆粒大小有關的性質推導出來，并使它們與線性量綱有關。最常用是“當量球徑”（體積直徑dv和面積直徑ds）。（1） 等體積球當量徑dv（2） 等表面積球當量徑ds2.2

2、形狀顆粒因數(shù)球形度c：一個與待測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)學表達式： *球形度計算舉例（以棱長為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：對于顆粒群,除了平均粒徑指標以外,我們通常還關心的是其中大小不同的顆粒所占的分數(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)（或顆粒質量）的百分數(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)的百分數(shù)；篩上累積表示大于某一粒徑的顆粒數(shù)的百分數(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： 以最疏立方排列為例： 設單元體的棱長為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，由六個等徑球（一次球，半徑為R0）圍成的四角孔由最可能大的一個二次球填充；由四個一次球圍成的三角孔由盡可能大的一個三次球所占據(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填充到四角孔和三角孔中，此種填空的空隙率會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重要指標，那么什么是空隙率？并簡單計算等徑球體顆粒的三個立方系填充的空隙率？ 第五章1. 內摩擦角：由顆粒間的摩擦力與內聚力而形成的角為內摩擦角。破壞面與最小主應力作用方向的夾角：破壞面與最大主應力作用方向的夾角：/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：先進先出（1） 避免不穩(wěn)定流動、溝流和溢流。（2） 消除筒倉內的不流動區(qū)。（3）形成先進先出的流動，最大限度地減少存貯期間的結塊、變質或偏析問題。

6、（4）卸料時顆粒料密度為常數(shù)，不受料位差影響。可用容量式供料裝置控制顆粒料，并改善計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測，且相對均勻，物料密實程度和透氣性能均勻，流動邊界可預測，可用靜態(tài)流動條件進行分析。 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到的粉碎細度。2.攪拌磨的分類：按結構形式分： 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）；攪拌磨的結構：帶冷卻套的研磨筒、攪拌裝置和循環(huán)卸料裝置等 各種磨球磨機結構

7、特點：主要工作部分為一回轉圓筒，還包括襯板、隔倉板、主軸承、進料卸料裝置、傳動系統(tǒng)等工作原理：靠桶內裝入的鋼球、鋼段或瓷球、剛玉球等研磨介質的沖擊和研磨作用將物料粉碎和磨細性能：對物料適應性強、能連續(xù)生產，生產能力大粉碎比大，可超過300以上；結構簡單，密封性能好應用：建材、冶金等粉體磨細籠式粉碎機結構特點：主要由兩個相向轉動的籠子所構成，故一般稱為雙轉子籠型碾?；\內鋼制圓盤上裝有兩圈或三圈鋼棒。工作原理：由于輪子的高速轉動，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，直到落到機殼的下部卸出。性能：生產能力大，結構簡單，體積小，易于封閉，便于清洗。應用：多種

8、物料的粉碎輪碾機結構特點：輪盤式（碾盤不動）和旋轉式（碾盤轉動）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，但粉末過程中同時具有碾揉和混合作用應用：粉碎中等硬度的物料，或混合物料萊歇磨結構特點：輪盤式（碾盤不動）和旋轉式（碾盤轉動）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，但粉末過程中同時具有碾揉和混合作用應用：粉碎中等硬度的物料，或混合物料MPS立式磨結構特點：輪盤式（碾盤不動）和旋轉式（碾盤轉動）磨輥為鼓型，磨盤為對應的環(huán)槽型工作原理：三個液壓磨輥壓在帶環(huán)形溝槽的磨盤上，電動機通過傳動系統(tǒng)帶動磨盤

9、以一定的轉速（2030r/min）旋轉。性能：磨物料粒度大，粉磨效率高，但是立式磨對制造要求、操作管理的要求較高，磨輥對物料的磨蝕性較敏感。應用：粉碎中等硬度的物料雷蒙磨結構特點：固定不動的底盤和旋轉運動的磨輥工作原理：磨輥繞垂直軸旋轉時由于離心力作用緊壓在磨環(huán)上，與磨輥儀器旋轉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，操作簡單，能耗低，產品粒度可調范圍比較大，一般不能粉磨硬質物料，亦不能空車運轉。應用：粉磨煤、焦炭、石墨等非金屬礦物及顏料、化工原料、農藥、化肥等。振動磨結構特點：由磨機筒體、激振器、支撐彈簧及驅動電動機等主要部件組

10、成。工作原理：物料和研磨介質裝入彈簧支撐的磨筒內，磨機主軸旋轉時由偏心激振裝置驅動磨體做圓周運動，通過研磨介質的高頻振動對物料作沖擊、摩擦、剪切等作用將其粉碎。性能：一般圓內振動頻率為25或50HZ，振幅24mm，填充系數(shù)比球磨機大得多，一般為0.60.8。處理量為同體積球磨機10倍。高壓輥磨機結構特點：由給料裝置、料位控制裝置、一對輥子、傳動裝置、液壓系統(tǒng)、橫向防漏裝置等組成。工作原理：物料由輥壓機上部通過給料裝置均勻喂入，在相向轉動的兩輥的作用下，在拉入角處將物料拉入高壓區(qū)進行粉碎，從而實現(xiàn)連續(xù)的高壓料層粉碎。性能：兩輥間的壓應力高達50300MPa，能量利用率高，磨損小，操作方便。應用：

11、物料粒度應用范圍廣萊歇磨與MPS立式磨結構的不同點: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，磨盤直徑比萊歇磨大，盤周有更多通氣孔，在一定風速下有較大的空氣量，因此磨內空氣壓力比萊歇磨低20%左右。球磨機磨內可能出現(xiàn)的三種基本狀態(tài):周轉狀態(tài)、瀉落狀態(tài)、拋落狀態(tài),其中以拋落狀態(tài)對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化過程與微細顆粒團聚過程的平衡。現(xiàn)象：在粉碎的最初階段，物料的粒度迅速減小，相應比表面積增大；粉碎至一定時間后，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：晶格中質點的排列部分失去

12、其點陣結構的周期性導致的晶面間距發(fā)生變化、晶格缺陷以及形成非晶態(tài)接頭（無定形結構）等。3. 活化點的分布模式：表面層分布、局部區(qū)域分布、整體均勻分布4. 機械力作用導致的化學變化：（1） 脫水效應（2)固相反應5. 粉碎機械力化學的應用：1） 粉體材料的機械力化學改性：機械力化學表面改性；粒-粒包覆改性；機械力化學接枝改性2） 機械力化學法制備納米金屬、非晶態(tài)金屬及合金；MA法合成彌散強化合金；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） 機械力化學法制備新型材料：制備納米陶瓷；制備功能材料；制備納米復合材料；制備儲氫材料。4）機械力化學應用于水泥、混凝土生產：摻加助

13、磨劑提高水泥細度，熟料礦物及混合材料的活化，合成硅酸鹽礦物，廢棄混凝土的機械力化學活化再利用。 第十章1. 分離效率：分離后獲得的某種成分的質量與分離前粉體中所含該成分質量之比。=m/m0*100%2. 分級精度：實際分級曲線相對于理想分級曲線的偏離程度，其偏離程度即曲線的陡峭程度可以用來表示分級的精確度，即分離精度。3. 篩分設備三種篩序：由粗到細的篩序、由細到粗的篩序，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. 粗分級機工作原理：分兩個區(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，最小分級粒徑可按下式計算 ；第二區(qū)是頂蓋下導向葉片形成的旋流區(qū)，當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，相應的顆粒粒徑即為最小粒徑，計算式為，r-旋轉半徑 -葉片徑向夾角。上兩式表明最小分級粒徑與設備直徑和風速成正比，與葉片角度成反比。粗分級機的優(yōu)點：結構簡單，操作方便，無運動部件，不