粉體工程復習重點

1、（1）三軸徑利用外接長方體的長、寬、高定義粒子尺寸稱三軸徑（2）投影圓當量徑 以與顆粒輪廓性質(zhì)相同的圓的直徑表示粒度，與投影面積相等的圓的直徑稱為投影圓當量徑，表示為DH=（4a/）1、2（3）球當量徑（表面積球當量徑、體積球當量徑、比表面積球當量徑） （4）粉體粒度分布的頻率分布函數(shù)物理意義 它表示一系列粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量，即可理解為在粉體樣品中，某一粒度大小或某一粒度大小范圍內(nèi)的顆粒在樣品中出現(xiàn)的百分含量 （5）粉體粒度分布的累積（篩上或篩下）分布函數(shù)物理意義將顆粒大小的頻率分布按一定方式累計，便得到相應的累積分布。累積篩下：按粒徑從小到大進行累積，一般用“”表示，表示為小于某一粒徑

2、的顆粒數(shù)或顆粒質(zhì)量的百分數(shù)累積篩上：按粒徑從大到小進行累積，一般用“+”表示，表示為大于某一粒徑的顆粒數(shù)或顆粒質(zhì)量的百分數(shù)（6）頻率分布函數(shù)和累積分布函數(shù)的關系 （7）正態(tài)分布的頻率分布函數(shù)表達式、曲線特點及其標準偏差 （8）對數(shù)正態(tài)分布的頻率分布函數(shù)表達式、曲線特點及其標準偏差（9）由顆粒群某物理特性的定義函數(shù)求顆粒群平均粒徑（10）假設顆粒群粒度頻率分布函數(shù)符合對數(shù)正態(tài)分布，求P15頁表2-8中各種平均粒徑具體表達式（類似作業(yè)，強調(diào)推導過程）（13）體積形狀系數(shù)、表面積形狀系數(shù)、比表面積形狀系數(shù)的定義 在表征粉末體性質(zhì),具體物理現(xiàn)象和單元過程等函數(shù)關系時,把顆粒形狀的有關因素概括為一個修正

3、系數(shù)加以考慮,該系數(shù)即為形狀系數(shù) （14）粒徑測量方法有哪些？重點了解篩分法、庫爾特計數(shù)器、激光粒度儀測量粒度的原理 粒度測試的方法很多，具統(tǒng)計有上百種，目前常用的有沉降法、激光法、篩分法、圖像法和電阻法五種 激光衍射法又稱小角度激光光散射法，應用了完全的米氏散射理論。顆粒在激光束的照射下，散射角與顆粒直徑成反比，散射光強與角度 的增加呈對數(shù)規(guī)律衰減。（15）粉體的填充指標（容積密度、填充率、空隙率）及其定義 容積密度的概念：在一定填充狀態(tài)下，單位填充體積的粉體質(zhì)量，也稱表現(xiàn)密度,以kg/m3為單位。公式：填充率：在一定填充狀態(tài)下，顆粒體積占粉體體積的比率。公式：空隙率：空隙體積占粉體填充體積

4、的比率 公式： （16）等徑球形顆粒群的規(guī)則填充的平面排列形式，等徑球形顆粒規(guī)則填充的最疏填充方式和最密填充方式他們可以組合成彼此平行的和相互接觸的排列，構(gòu)成變化無限不同的規(guī)則二維球?qū)?，常見有正方形形式和等邊三角形形式最疏填充方式：立方體填充，立方最密填充（17）什么是粉體填充的壁效應？隨機填充時，在接近固體表面的地方會使隨機填充中存在局部有序，緊挨著固體表面的 顆粒常常會形成一層與表面形狀相同的料層，這種現(xiàn)象稱為壁效應（18）等徑球的六方系排列有哪兩種基本排列形式？在空間中分別是怎么排列的？這兩種排列中分別有什么空間形式的空隙？這些空隙是怎么圍成的？（19）什么是horsfield填充？（2

5、0）同一種物料多組元的顆粒體系中最緊密堆積時各組元的體積分數(shù)（作業(yè)題）書上第28頁（21）粉體層中靜態(tài)液體的四種存在形式？ （22）什么是液體架橋？顆粒間液體架橋所引起的顆粒間的附著力與哪些因素有關？ 液體表面的張力、界面的主要曲率半徑R1、R2、兩角（23）T孔隙（三角孔）抽吸壓力、R孔隙（四角孔）抽吸壓力。實際粉體填充層孔隙的抽吸壓力（作業(yè)） （24）液體在粉體層毛細管中的上升高度與那些因素有關？ 表面張力、接觸角等（25）什么是應力莫爾圓？由莫爾圓求粉體層中某點處任一方位截面上的應力狀態(tài)，有哪些規(guī)律可循？莫爾圓（應力圓）：在以正應力和剪應力為坐標軸的平面上，用來表示物體中某一點各不同方位

6、截面上的應力分量之間關系的圖線。莫爾圓總結(jié)： （1）平面應力狀態(tài)下，由任意已知的兩垂直截面上應力狀態(tài)可獲得一個應力莫爾圓； （2）粉體中任一點處任一方位截面上的應力狀態(tài)可用莫爾圓上的一點表示。 （3）莫爾圓上任意兩點與圓心所成的夾角是這兩點所代表的受力面間夾角的2倍。 （26）如何由任意兩相互垂直面上已知的應力作用方向確定最大主應力面和最大主應力作用方向？說明詳細步驟（26）破壞包絡線書上37頁（2）、 t = stanfi + C = mis + C（27）粉體受壓的極限狀態(tài)，主動粉體側(cè)壓系數(shù)、被動粉體側(cè)壓系數(shù)（28）什么是粉體的安息角、壁摩擦角、滑動摩擦角？分別怎么測量？（思考題）安息角：

7、指粉體自然堆積時的自由表面在靜止狀態(tài)下與水平面所形成的最大角度。常用測量方法有：排出角法、注入角法、滑動角法以及剪切盒法等多種。壁摩擦角：壁摩擦角w是指粉體與壁面之間的摩擦角，反應了粉體層與固體壁面的摩擦性質(zhì)。指粉體層與固體壁面之間摩擦角。它的測量方法和剪切試驗完全一樣。剪切箱體的下箱用壁面材料代替，再拉它上面裝滿了粉體的上箱，測量拉力即可求得 滑動摩擦角：滑動摩擦角s是指單個顆粒與壁面之間的摩擦性質(zhì)。將載有粉體的平板逐漸慢慢傾斜，當粉體開始滑動時，板面與水平面之間的夾角，一般規(guī)定滑落時角度的90%為滑動角。（29）內(nèi)摩擦角的意義內(nèi)摩擦角的兩種測量方法（三軸壓縮試驗法和直剪法）的具體步驟粉體在

8、運動時，顆粒內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，從而導致相互之間作用也發(fā)生變化，通常用 運動內(nèi)摩擦角 來表征粉體流動時的摩擦特性 在測量靜摩擦角的直剪法中，隨著剪切盒的移動，剪切力逐漸增加，當剪切力達到幾乎不變時的狀態(tài)即所謂的動摩擦狀態(tài)，這時所測得的摩擦角即認為動內(nèi)摩擦角 三軸壓縮試驗：采用此裝置作散粒物料如谷粒的剪切試驗時，將預先壓實的谷?？胤忾]在橡膠薄膜中，并放進壓縮室。壓縮室內(nèi)逐漸升壓到預定的壓力“軸向裁荷通過萬能試驗機或其它加裁裝置施加到谷粒柱上。這樣，谷粒柱在徑向受到空氣壓力3 的壓縮，在鈾向受壓縮空氣壓力和軸向載荷的共同作用，破壞時的1 值可通過記錄儀測得。重復以上程序，即可

9、得到不同的3 值時谷粒拄破壞的主應力1 值，從而得出了散粒物料在一定壓實狀態(tài)下的莫爾包絡線。直接剪切試驗可在圖所示的剪切儀上進行。剪切儀由剪切槽、加載裝置和記錄儀三個基本部分組成。剪切槽包括底座、剪切環(huán)和頂蓋。法向壓力利用垂直作用的壓實裁荷，剪切作用力通過電或機械傳動裝置施加于剪切環(huán)。傳動裝置上裝有力傳感器或測力計，用于測量作用在底座和剪切環(huán)間接觸平面內(nèi)的剪應力。（30）直筒型簡倉和圓錐形料斗中粉體壓力分布特點。粉體壓力與液體壓力的區(qū)別（31） 粉體的兩種重力流動模式及其優(yōu)缺點漏斗流：平底或帶料斗的料倉中，由于料斗的斜度太小或斗壁太粗糙，顆粒料難以沿斗壁滑動，顆粒料是通過不

10、流動料堆中的通道到達出口的。這種通道常常是圓錐形的，下部的直徑近似等于出口有效面積的最大直徑。特點：（1）先入后出；（2）引起偏析、突然涌動、物料容重發(fā)生變化，會造成因貯存而結(jié)塊等后果，但對那些不會結(jié)塊或不會變質(zhì)的物料，且卸料口足夠大，可防止搭橋或穿孔的許多場合，漏斗流料倉可以滿足要求；（3）是局部流動，減少了料倉的有效容積，易發(fā)生塌落、結(jié)拱等不穩(wěn)定流動，操作控制較難。 整體流: 帶有相當陡峭而光滑的料斗筒倉內(nèi)，物料從出口的全面積上卸出的模式。整體流中，流動通道與料倉壁或料斗壁是一致的，全部物料都處于運動狀態(tài)，并貼著垂直部分的倉壁或收縮的料斗壁滑動。特點：（1）符合“先進先出”的運動特點，減少

11、貯存期物料的結(jié)塊、變質(zhì)、偏析等問題，而且不同批次、高度的物料層基本無交叉；（2）減少不穩(wěn)定流動，使粉體的密度基本保持恒定，有利于計量 （32） 屈服軌跡及其測量方法作業(yè)題 （33） 開放屈服強度及其測量方法一個筒壁無摩擦的的圓柱形圓筒內(nèi)，以一定的密實最大主應力s1作用粉體下壓實，然后取去圓筒，在不加任何側(cè)向支承的情況下，若被密實的粉體試樣不倒塌，則其具有一定的密實強度，稱為開放屈服強度fc。（33）流動函數(shù)的定義意義松散顆粒粉體的流動取決于由密實而形成的強度。 即密實主應力和開放屈服強度的比值（34）流動因數(shù)的定義意義流動函數(shù)FF和流動因數(shù)的差異：前者越大，粉體流動性越好；后者越大，粉體流動性

12、越差?！咀鳂I(yè)】（35）流動判據(jù)【作業(yè)】（36）形成整體流的條件料斗必須足夠陡峭，使粉體物料能沿料斗壁流動，而且料斗底部的開口也要足夠大以防止形成料拱。 形成整體流的條件為FF>ff（37）卸料口孔徑的設計原則【書上50頁】（38）什么是粉體偏析？偏析的機理是什么？防止偏析的措施有哪些？v 偏析：是指粉體顆粒在運動、成堆或從料倉中排料時，由于料徑、顆粒密度、顆粒形狀、表面特性等差異而引起的粉體組成呈現(xiàn)不均質(zhì)的現(xiàn)象。偏析的機理：1、細顆粒的滲漏作用2、振動3、顆粒的下落軌跡4、料堆上的沖撞5、安息角的影響防止偏析的措施：1、活動加料或多頭加料2、多通道卸料（39）粉體結(jié)拱原因、類型、措施【書

13、上53頁】（40）粉體的物理制備方法有哪些？化學方法有哪些？物理法重點了解濺射法，化學方法重點了解液相法中水熱法、溶膠凝膠法以及沉淀法的基本原理粉體的物理制備方法：1、粉碎發(fā)：a、干式粉碎 b、濕式粉碎2、構(gòu)筑發(fā)：a、氣體冷凝法 b、濺射法 c、氫電弧等離子體法粉體的化學制備方法：1、氣相反應法：a、氣相分解法 b、氣相合成法 c、氣固反應法 2、液相反應法：a、沉淀法 b、水熱法 c、溶膠凝膠法 d、冷凍干燥法 e、噴霧法濺射法制備納米微粒的原理：用兩塊金屬板分別作為陽極和陰極，陰極為蒸發(fā)用的材料，在兩電極間充入Ar氣(40250 Pa)，兩電極間施加的電壓范圍為0.31.5 kV。由于兩電

14、極間的輝光放電使Ar離子形成，在電場的作用下Ar離子沖擊陰極靶材表面(加熱靶材)，使靶材原子從其表面蒸發(fā)出來形成超微粒子，并在附著面上沉積下來。用濺射法制備納米微粒有以下優(yōu)點：1、 粒子的大小及尺寸分布主要取決于兩電極間的電壓、 電 流和氣體壓力。靶材的表面積愈大，原子的蒸發(fā)速度愈高，超微粒的獲得量越多。 2、用濺射法制備納米微粒有以下優(yōu)點： a可制備多種納米金屬。包括高熔點和低熔點金 屬,而常規(guī)的熱蒸發(fā)法只能適用于低熔點金屬； b能制備多組元的化合物納米微粒，如 Al52Ti48， Cu91Mn9，及ZrO2等； c. 通過加大被濺射的陰極表面可提高納米微粒的獲 得量。（41）粉碎的基本概念

15、：粉碎比（公稱粉碎比、真實粉碎比）、粉碎級數(shù)。（42）被粉碎物料有哪些特性、這些特性對粉碎有哪些影響？【作業(yè)】（43）粉碎流程的分類。粉碎方法有哪些？粉碎的三種破碎模型粉碎流程的分類：1、簡單的粉碎流程 2、帶預篩分的粉碎流程 3、帶檢查篩分的粉碎流程 4、帶預篩分和檢查篩分的粉碎流程粉碎的方法：1、擠壓粉碎 2、擠壓-剪切粉碎 3、沖擊粉碎 4、研磨、磨削粉碎 粉碎模型： （43）循環(huán)負荷率及其實用公式、選粉效率循環(huán)負荷率：粗顆?；亓腺|(zhì)量與粉碎（磨）產(chǎn)品質(zhì)量之比。數(shù)學表達式： KL/Q×100%其中k為回料質(zhì)量、L為產(chǎn)品質(zhì)量選粉效率：檢查篩分或選粉設備分選出的合格物料質(zhì)量m與進該設

16、備的合格物料總質(zhì)量M之比稱為選粉效率，用字母E表示。 Em/M×100%（44）混合粉碎的可能的效果極其原因有哪些？（有疑問）硬質(zhì)物料對軟質(zhì)物料具有“屏蔽”作用，因而使軟質(zhì)物料受到保護，從而使其粉碎速度減緩；反過來，軟質(zhì)物料對硬質(zhì)物料具有“催化”作用，因而使其粉碎速度加快。易碎的物料混合粉碎時比其單獨粉碎時來得細，難碎物料比其單獨粉碎時來得粗是普遍現(xiàn)象。在以擠壓粉碎和磨削粉碎為主要原理的粉碎情形（如輥壓磨、振動磨和球磨）時，這種現(xiàn)象更明顯。（45）粉碎功耗定律里體積學說、表面積學說、裂縫學說，這三個學說的內(nèi)容、表達式、各自的適應范圍體積學說：表面積學說：裂縫學說：根據(jù)試驗研究證實：粗

17、碎時新生表面積不多，體積假說較為準確，裂縫假說結(jié)果不可靠；細碎時（破碎到10m以下時）裂縫假說求得的數(shù)據(jù)過小，此時新生表面積增加，表面能是主要的，面積假說較為準確；在粗碎與細碎之間的廣泛范圍內(nèi)，裂縫假說比較適用，因為榜德的經(jīng)驗公式是根據(jù)一般破碎設備得出結(jié)論，所以在中等破碎比情況下與它大致相符。（46）簡擺式顎式破碎機和復擺式顎式破碎機的結(jié)構(gòu)、工作原理。為什么復擺式顎式破碎機比簡擺式顎式破碎機生產(chǎn)能力大？顎式破碎機的鉗角是什么？要滿足什么要求？為了達到最高破碎效率，顎式破碎機的轉(zhuǎn)速應滿足什么條件？顎式破碎機的鉗角：顎式破碎機動顎與定顎之間的夾角稱為鉗角（47）反擊式破碎機和錘式破碎機的結(jié)構(gòu)及其工

18、作原理有何區(qū)別？錘式破碎機是利用高速回轉(zhuǎn)錘子的打擊作用而進行破碎的。如圖所示，工作時，鉸接的錘頭高速回轉(zhuǎn)，對給入的大塊物料進行打擊，并使其拋向機體內(nèi)壁的承擊板上，在承擊板上物料進一步?jīng)_擊破碎后，落到下面的蓖條上，粒度合格的產(chǎn)物從篦條縫隙中排出，蓖條上的物料繼續(xù)被錘頭打擊、擠壓或研磨，直至全部透過篦條為止。反擊式破碎機也是利用沖擊作用進行破碎的。工作時，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，物料由給料口經(jīng)過篩板與細粒分離后，大塊通過鏈幕后進入破碎腔，受到錘頭的沖擊，遭到第一次破碎，并以很大的速度拋向反擊板再次破碎，然后又從反擊板彈回到錘頭打擊區(qū)，繼續(xù)重復上述過程。物料在錘頭和反擊板間的往返途中，也相互碰撞。物料經(jīng)多次沖

19、擊，就會沿節(jié)理面破碎成小塊。當物料粒度小于錘頭與反擊板間的間隙時，則可進入下一個破碎腔，再經(jīng)過反復破碎，直至達到合格粒度時，便從機內(nèi)下部排出。 （48）球磨機的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理？研磨體的三種狀態(tài)？球磨機對物料的粉碎方式有哪些？什么是球磨機的臨界轉(zhuǎn)速?當筒體旋轉(zhuǎn)時帶動研磨體旋轉(zhuǎn)，靠離心力和摩擦力的作用，將磨球帶到一定高度。當離心力小于其自身重量時，研磨體下落，沖擊下部研體及筒壁，而介于其間的粉料便受到?jīng)_擊和研磨。球磨機對粉料的作用可以分成兩個部分。一是研磨體之間和研磨體與筒體之間的研磨作用；二是研磨體下落時的沖擊作用。 （48）高能球磨機與普通球磨機的區(qū)別是什么？高能球磨機有哪些基本類型？

20、高能球磨的特點：磨球運動速度較大，使粉末產(chǎn)生塑性形變及固相形變，而傳統(tǒng)的球磨工藝只對粉末起混合均勻的作用；球磨過程中還會發(fā)生機械能與化學能的轉(zhuǎn)換，致使材料發(fā)生結(jié)構(gòu)變化、化學變化及物理化學變化。動球磨機、行星式球磨機、軸承球磨機、（49）粉碎平衡及其形成原因粉碎平衡是指經(jīng)過一定時間粉碎后，顆粒表面活化（不飽和力場及帶電結(jié)構(gòu)單元出現(xiàn))，在較小的引力作用下，顆粒之間產(chǎn)生團聚（比表面積減?。w粒的粉碎過程與團聚過程方向相反，當兩者速度達到相等時，顆粒尺寸達到極限，即粉碎平衡。(49)什么是機械力化學效應？機械力化學效應的活化作用有哪些？粉碎機械力活化作用機理有哪些？ 機械力化學效應：機械力化學效應是

21、通過對物質(zhì)施加機械力而引起物質(zhì)發(fā)生結(jié)構(gòu)及物理化學性質(zhì)發(fā)生變化的過程機械力化學效應的活化作用：1、顆粒細化，顆粒表面積、表面原子數(shù)增加2、顆粒細化表面能增加3、顆粒細化與粒子缺陷4、粒子細微化使粒子表面活性點數(shù)量增加5、晶格變形6、晶型轉(zhuǎn)變7、粉碎介質(zhì)影響8、長鏈化合物粉碎中的結(jié)構(gòu)變化機械力活化作用機理：1、粉碎使顆粒粒度減小，比表面積增大，導致粉體表面自由能增大，活性增加。粒度減個效應是表面斷裂的化學鍵數(shù)量增加?；瘜W鍵的斷裂導致表面結(jié)構(gòu)弛豫或重構(gòu)(對離子晶體表面層的陰離子要向外偏移，陽離子則向內(nèi)偏移。離子晶體的表面結(jié)構(gòu)與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。)2、表面層的晶格畸變儲存部分能量，使表面能升高，活化能降

22、低，活性增強。3、物料在機械力作用下，表面層結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，趨向于無定形化，能儲存大量能量，使表面層能量更高，活性更強。4、 粉碎中輸入機械能較大一部分轉(zhuǎn)變成熱能，使粉體物料溫度升高，也提高了顆粒的表面活性。（49）牛頓分級效率的定義式及其物理意義是什么？合格細顆粒的收集率減去不合格成分的殘留率 hN = 有用成分回收率-無用成分殘留率即 hN = ga-(1-gb)=ga+gb-1（50）部分分級效率曲線是如何得到的？分級精度如何定義？分級精度如何評價分級效果？將粉體按粒度特性分為若干粒度區(qū)間，分別計算出的各區(qū)間顆粒的回收率，以p表示，如圖9.1（a）所示，曲線a、b分別為原始粉體和分級后粗粉

23、部分的頻率分布曲線。設任一粒度區(qū)間d和d+d之間的原始粉體和粗粉的質(zhì)量分別為M0和M，則以粒度為橫坐標，以M/M0×100%為縱坐標，可繪出如圖9.1（b）所示的曲線c, 該曲線稱為部分分級效率曲線。分級精度的定義：部分分離級效率為75%和25%的粒徑d75和d25的比值，用字母表示。即 = d75/ d25 或 = d25/ d75 當粒度分布范圍較寬時，分級精度可用= d90/ d10 或= d10/ d90 表示。對于理想分級，=1。顯然，實際分級情形時，值越接近于1，其分級精度越高；反之亦然。 分級效果需從上述幾個方面綜合評價：1、當N，相同時，d50越小，分級效果越好；2、

24、當N，d50相同時，值越小，即部分分級效率曲線越陡峭，分級效果越好。3、如果分級產(chǎn)品按粒度分為二級以上，則在考察牛頓分級效率的同時，還應分別考察各級別的分級效率。（51）搖動篩與振動篩的區(qū)別？振動篩與搖動篩的主要區(qū)別：振動篩的物面振動方向與篩面成一定角度；搖動篩的運動方向基本平行于篩面。（52）超細分級原理（53）粗分級機的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理、兩個主要的分級區(qū)及其各自的分級原理（53）旋風收塵器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理利用含塵氣體高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使顆粒與氣體分離。含塵氣體從進氣管以較高的速度（1225 m/s）沿外圓筒的切線方向進入直筒并進行旋轉(zhuǎn)運動，在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生較大的離心力。顆粒的慣性

25、比空氣大得多，大部分顆粒在離心力作用下甩向筒壁，失去動能沿壁面滑下與氣體分開，經(jīng)錐體排入貯灰箱內(nèi)，然后經(jīng)閘門自動卸出。外旋流向下旋轉(zhuǎn)到圓錐部分時，隨圓錐變小而向中心逐漸靠近，到達錐體下端時開始上升，形成一股自下而上的內(nèi)旋流，經(jīng)中心排氣管從頂部作為凈化氣體排出。（54）電收塵器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1）工作原理將平板（或圓管壁）和導線分別接至高壓直流電源的正極（陽極）和負極（陰極）。電收塵器上的正極沉積極或集塵極，負極電暈極。兩極間產(chǎn)生不均勻電場。電壓升至一定值時，陰極附近電場強度使氣體碰撞電離，形成正、負離子。電壓繼續(xù)增大時，在陰極周圍23mm范圍發(fā)生電暈放電，生成大量離子。電暈極(負極)附近的陽離子趨向電暈極的路程極短，速度低，碰到