《粉體工程》課程教學(xué)大綱

1、粉體工程課程教學(xué)大綱一、課程基本信息英文名稱Power engineering課程代碼INME2008課程性質(zhì)選修授課對象材料科學(xué)與工程學(xué) 分2學(xué) 時(shí)36主講教師沈風(fēng)雷修訂日期2021.5指定教材陶珍東、鄭少華，粉體工程與設(shè)備，化學(xué)工業(yè)出版社，2018年二、課程目標(biāo)（一）總體目標(biāo)： 粉體工程是與材料類相關(guān)的一門跨行業(yè)的課程，通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握顆粒和粉體的基本概念與理論、基本加工和處理技術(shù)及設(shè)備，具備材料相關(guān)工作者所必需的粉體的知識及處理技術(shù)；了解粉體工程在相關(guān)各領(lǐng)域的新發(fā)展、新技術(shù)、新應(yīng)用，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題解決問題的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，具備良好的

2、跨行業(yè)工作的能力。（二）課程目標(biāo)：（小四號黑體）粉體工程以基本理論為基礎(chǔ)，以粉體工程單元操作為主線，系統(tǒng)講解了粉體的單顆粒粒度、填充與堆積、表面特性及改性、流變學(xué)、各種單元操作過程及設(shè)備。本課程目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：課程目標(biāo)1：1.1 掌握粉體有關(guān)的基本概念和理論。1.2 掌握粉體各單元操作過程的關(guān)鍵問題、設(shè)備的特點(diǎn)及原理，建立單元操作過程的質(zhì)量控制因素與加工原理、設(shè)備特點(diǎn)及工藝參數(shù)之間的聯(lián)系；能將各單元操作過程組成粉體制備及生產(chǎn)體系。1.3 掌握與本課程相關(guān)的表征方法和性能測試等技術(shù)。課程目標(biāo)2：2.1 通過本課程的學(xué)習(xí)及相關(guān)文獻(xiàn)的查閱，具有在不同行業(yè)中應(yīng)用相關(guān)粉體單元操作知識的能力，可根據(jù)

3、實(shí)際情況，提出、解決或優(yōu)化相關(guān)問題及工藝過程的意識及技能。2.2 具有合理的邏輯思維及自主學(xué)習(xí)和探索創(chuàng)新的能力，并具有一定的工程素養(yǎng)。課程目標(biāo)3：具備正確的個人價(jià)值觀和職業(yè)道德觀，具有良好的安全、生態(tài)和環(huán)保等職業(yè)素養(yǎng)，有愿意為國家和民族學(xué)習(xí)與奮斗的愛國精神。（三）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求、課程內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系表1：課程目標(biāo)與課程內(nèi)容、畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系表 課程目標(biāo)課程子目標(biāo)對應(yīng)課程內(nèi)容對應(yīng)畢業(yè)要求課程目標(biāo)11.1第1-9章1.2第2-9章1.3第2-4，6章課程目標(biāo)22.1第2-9章2.2第2-9章課程目標(biāo)3-全部章節(jié)三、教學(xué)內(nèi)容在論述粉體的基本概念的基礎(chǔ)上，按粉體工程的單元操作過程進(jìn)行闡述。在基本概

4、念及理念部分，包含了粉體、粒度及粒度分布、粉體填充及堆積特性、表面特性、粉體的流變學(xué)，隨后分別闡述了粉體的粉碎、沉降、分級分離及混合等各單元過程，在此過程中，將各知識點(diǎn)緊密地聯(lián)系起來。第一章 概論第一節(jié) 粉體工程發(fā)展、研究目的及制備方法一、粉體工程發(fā)展二、粉體研究的目的三、制備技術(shù) 第二節(jié) 粉體的定義 一、粉體的定義及分類二、粒徑及粒徑分布第三節(jié) 與粉體相關(guān)的產(chǎn)業(yè)一、以粉體為主體的產(chǎn)業(yè)二、在生產(chǎn)工藝的重要部分與粉體相關(guān)的產(chǎn)業(yè)思考題： 1、談?wù)劮垠w在日常生活中的應(yīng)用？ 2、請舉例說明粒徑對性質(zhì)的影響？第二章 粉體的基本性質(zhì)第一節(jié) 單顆粒尺寸的表示方法一、三軸徑二、定向徑三、當(dāng)量直徑第二節(jié) 顆粒形

5、狀因數(shù)一、顆粒的扁平度和伸長度二、表面積形狀因數(shù)和體積形狀因數(shù)三、球形度第三節(jié) 粉體的粒度分布一、頻率分布二、累積分布三、頻率分布和累積分布的關(guān)系四、平均粒徑五、粒度分布函數(shù)第四節(jié) 粒度測定方法一、篩分法二、沉降法三、激光法四、小孔透過法五、吸附法思考題： 1、單顆粒尺寸的表示方法的物理意義及應(yīng)用要求？2、粉體的粒徑分布的頻率分布曲線與累積分布曲線，兩者如何轉(zhuǎn)換？3、粉體粒度測定方法的所測粒度的物理意義是什么？在應(yīng)用時(shí)有什么要求？第三章 粉體填充與堆積特性第一節(jié) 粉體的填充指標(biāo)第二節(jié) 粉體顆粒的填充與堆積一、等徑球體的規(guī)則填充二、不同尺寸球形顆粒的填充三、實(shí)際顆粒的堆積四、不同尺寸顆粒的最緊密

6、堆積第三節(jié) 粉體堆積與填充的應(yīng)用一、在水泥混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用二、在耐火材料生產(chǎn)中的應(yīng)用三、在多孔材料生產(chǎn)中的應(yīng)用思考題1、為什么粉體的表觀密度會小于其真密度？其影響因素有哪些？2、等徑球體有哪幾種規(guī)則填充方式？他們的空隙率分別為多少？第四章 粉體的濕潤與表面改性第一節(jié) 粉體表面的濕潤性第二節(jié) 粉體層中的液體第三節(jié) 液體在粉體層毛細(xì)管中的上升高度第四節(jié)粉體在液體介質(zhì)中的分散與調(diào)控一、介質(zhì)調(diào)控二、分散劑調(diào)控三、機(jī)械攪拌分散四、超聲分散思考題1、粉體層中的液體存在方式與哪些因素有關(guān)？它們又如何影響顆粒間的相互作用？2、在實(shí)際應(yīng)用中，如何表征及調(diào)控粉體與基體間的潤濕？改變相互間的潤濕特性可能會對材料帶

7、來哪些變化？第五章 粉體的流變學(xué)第一節(jié) 粉體的摩擦角一、 內(nèi)摩擦角二、 安息角三、 壁摩擦角和滑動摩擦角第二節(jié) 粉體的壓力計(jì)算一、筒體內(nèi)部的粉體壓力分布二、料斗內(nèi)部的粉體壓力分布第三節(jié) 粉體的重力流動一、孔口流出二、粉體在料他中的流動模式第四節(jié) 料倉內(nèi)粉體的流動分析一、流動特性參數(shù)二、流動與不流動的判據(jù)第五節(jié) 整體流料倉的設(shè)計(jì)第六節(jié) 粉體儲存和流動時(shí)的偏析一、粉體含棉的機(jī)理二、防止偏析的方法第七節(jié) 粉體結(jié)拱及防拱措施一、結(jié)拱產(chǎn)生的原因二、結(jié)拱類型三、防拱及破拱措施思考題1、如何理解莫爾應(yīng)力圓？如何應(yīng)用此公式來解釋粉體及其它類型材料受力及破壞特性？2、粉體流動的特性？如何評價(jià)流動特性？如何應(yīng)用這

8、些參數(shù)去分析并解決實(shí)際工程中的問題？第六章 粉碎（磨）過程及設(shè)備第一節(jié) 粉碎（磨）的基本概念一、 粉碎二、 粉碎比三、 粉碎級數(shù)四、 粉碎產(chǎn)品的粒度特性第二節(jié) 與粉碎相關(guān)的物料物性一、 強(qiáng)度二、 硬度三、 易碎（磨）性第三節(jié) 材料的粉碎機(jī)理一、 Griffith強(qiáng)度理論二、 斷裂三、 粉碎方式及粉碎模型四、 混合粉碎和選擇性粉碎五、 粉碎功耗六、 粉碎動力學(xué)第四節(jié) 粉碎（磨）工藝一、 開路粉磨工藝二、 閉路粉磨工藝三、 分別粉磨工藝四、 串聯(lián)粉磨工藝五、 聯(lián)合粉磨工藝六、 中卸循環(huán)粉磨工藝第五節(jié) 破碎機(jī)械一、 鄂式破碎機(jī)二、 圓錐式破碎機(jī)三、 輥式破碎機(jī)四、 錘式破碎機(jī)五、 反擊式破碎機(jī)六、

9、細(xì)破碎機(jī)七、 籠式粉碎機(jī)第六節(jié) 粉磨機(jī)械一、 球磨機(jī)二、 立式磨三、 振動磨四、 高壓輥式磨機(jī)第七節(jié) 超細(xì)粉碎機(jī)械一、 攪拌磨二、 膠體磨三、 高速機(jī)械沖擊式磨機(jī)四、 行星式球磨機(jī)五、 氣流粉碎機(jī)思考題： 1、 如何物料特性、粉碎（磨）設(shè)備特性、工藝路線、產(chǎn)物特性之間的關(guān)系？2、 如何理解不同類型破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)及其適用的范圍？3、 請問隨著筒體轉(zhuǎn)速增加，介質(zhì)與物料在筒體會依次出現(xiàn)哪幾種狀態(tài)？請問不同類型襯板的作用是什么？ 4、研磨體在筒體內(nèi)運(yùn)動時(shí)，作出了哪四個假定，請依此四個假定，推導(dǎo)磨機(jī)內(nèi)最外層研磨體運(yùn)動的基本方程式？5、請說出磨機(jī)臨界轉(zhuǎn)速與磨機(jī)理論適宜轉(zhuǎn)速之間的區(qū)別與聯(lián)系？第七章 顆粒流體力

10、學(xué)第一節(jié) 兩相流的基本性質(zhì)一、 兩相流的濃度二、 兩相流的密度三、 兩相流的黏度四、 兩相流的比熱容和熱導(dǎo)率第二節(jié) 顆粒在流體中的運(yùn)動一、 顆粒的受力二、 顆粒在流體中的運(yùn)動方程第三節(jié) 顆粒的重力沉降一、 沉降末速度二、 沉降末速度的修正第四節(jié) 離心沉降第五節(jié) 流體通過顆粒層的透過流動一、 通過流動的流量與阻力的關(guān)系二、 透過流動的應(yīng)用第六節(jié) 顆粒的懸浮運(yùn)動第七節(jié) 氣力輸送設(shè)備思考題：1、 影響沉降速度的因素有哪些？不同的沉降速度會給顆粒的運(yùn)動帶來哪些變化？其可能的應(yīng)用有哪些？2、 透過流動與前面提及的粒度測量之間有何關(guān)系？它們可能對粉體的哪些性質(zhì)產(chǎn)生影響？第八章 分級、分離及設(shè)備第一節(jié) 分級

11、和分離理論一、 分級、分離的概念二、 分級、分離理論及評價(jià)第二節(jié) 分級設(shè)備一、 篩分設(shè)備二、 粉分級機(jī)三、 離心式選粉機(jī)四、 旋風(fēng)式選粉機(jī)五、 MDS型組合式選粉機(jī)六、 O-Sepa選粉機(jī)七、 Sepax選粉機(jī)第三節(jié) 超細(xì)分級原理及設(shè)備一、 超細(xì)分級原理二、 干式分級和濕式分極三、 超細(xì)分級設(shè)備四、 超細(xì)分級的有關(guān)問題第五節(jié) 氣固分離設(shè)備一、 收塵效率及收塵器的種類二、 旋風(fēng)收塵器三、 袋式收塵器四、 顆粒層收塵器五、 電收塵器第六節(jié) 液固分離設(shè)備一、 水力旋流器二、 壓濾機(jī)三、 噴霧干燥器思考題： 1、如何結(jié)合粉體的流體力學(xué)的相關(guān)概念，理解分級分離的原理及其實(shí)際應(yīng)用？ 2、如何應(yīng)用學(xué)過的知識

12、，提升分級的效率？3、請問不同除塵器的特性及應(yīng)用場合？你認(rèn)為還可以如何進(jìn)行除塵？第九章 混合與造粒第一節(jié) 粉體的混合一、 概述二、 混合機(jī)理和混合效果評價(jià)三、 混合過程與混合速度四、 影響粉體混合的因素五、 混合設(shè)備第二節(jié) 粉體的造粒一、 粉體的凝聚機(jī)理二、 壓縮造粒三、 擠出造粒四、 滾動造粒五、 流化造粒思考題： 1、請說出有哪幾種均化機(jī)理，它們各自的作用如何？在不同領(lǐng)域及不同階段所起的作用有何不同？2、如何評價(jià)均化效果？結(jié)合實(shí)際，試說明提升均化效果的方法。3、試說明?；^程中粉體形態(tài)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化；試說明造粒的不同方法及各自的特點(diǎn)、可能的應(yīng)用范圍。四、學(xué)時(shí)分配表2：各章節(jié)的具體內(nèi)容和學(xué)

13、時(shí)分配表章節(jié)章節(jié)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配第一章緒論1第二章粉體基本性質(zhì)3第三章粉體填充與堆積特性2第四章粉體的濕潤與表面改性2第五章粉體的流變學(xué)6第六章粉碎過程及設(shè)備10第七章顆粒流體力學(xué)2第八章分級、分離及設(shè)備4第九章混合與造粒2五、教學(xué)進(jìn)度表3：教學(xué)進(jìn)度表章節(jié)名稱內(nèi)容提要授課時(shí)數(shù)作業(yè)及要求備注第一章了解粉體的基本概念；了解粉體應(yīng)用行業(yè)及其特點(diǎn) 1查閱文獻(xiàn)第二章掌握粉體粒度及其分布、平徑粒徑及相應(yīng)測量方法。3課堂布置第三章掌握等徑球體的規(guī)則填充、不等徑球體的最密填充；了解影響實(shí)際顆粒填充的因素。2課堂布置第四章掌握粉體的潤濕特性及其對粉體間相互作用的影響；掌握粉體表面改性的方法及意義2課堂布置第五章掌握

14、粉體內(nèi)部應(yīng)力計(jì)算；掌握粉體各種摩擦角；掌握粉體流動特性及判據(jù)；掌據(jù)粉體在流動過程中的偏析及結(jié)拱。6課堂布置第六章掌握粉碎的基本概念、工藝過程、影響因素；掌握常見的破碎及粉磨設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)特性及工藝參數(shù)計(jì)算10課堂布置第七章掌握粉體在流體中的受力，進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握其沉降速度及影響因素；掌握透過流動的特點(diǎn)及其應(yīng)用2課堂布置第八章掌握分級、分離的基本概念及評價(jià)指標(biāo)；掌握分級、分離設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)用場合4課堂布置第九章掌握混合的基本概念、原理及混合設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理及工藝特點(diǎn)；掌握造粒的工藝路線及影響因素2課堂布置隨堂期末考2六、教材及參考書目（四號黑體）1、鄭水林. 超微粉體加工技術(shù)與應(yīng)用.

15、化學(xué)工業(yè)出版社. 20032、謝洪勇. 粉體力學(xué)與工程. 化學(xué)工業(yè)出版社. 20033、陸厚根. 粉體技術(shù)導(dǎo)論. 同濟(jì)大學(xué)出版社. 19974、盧壽慈. 粉體加工技術(shù). 中國輕工業(yè)出版社. 19995、鄭水林. 粉體表面改性. 中國建材工業(yè)出版社. 19956、張立德. 超微粉體制備與應(yīng)用技術(shù). 中國石化出版社. 20017、王奎升. 工程流體與粉體力學(xué)基礎(chǔ). 中國計(jì)量出版社. 20028、盧壽慈. 粉體技術(shù)手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社. 20049、李鳳生. 特種超細(xì)粉體制備技術(shù)及應(yīng)用. 國防工業(yè)出版社. 200210、毋偉等. 超細(xì)粉體表面修飾. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2004 七、教學(xué)方法 授課方

16、式：陳述法，實(shí)例分析，師生互動等基本要求：1. 課前做好預(yù)習(xí)。2. 課堂上通過講授重、難點(diǎn)，用實(shí)例分析、動畫或視頻等方式幫助學(xué)生理解知識點(diǎn)。 3. 課后通過作業(yè)，鞏固和加深對粉體工程重點(diǎn)和難點(diǎn)的理解，融會貫通。 八、考核方式及評定方法（一）課程考核與課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系 表4：課程考核與課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系表（五號宋體）課程目標(biāo)考核要點(diǎn)考核方式課程目標(biāo)1知識儲備概念題、填充題、選擇題課程目標(biāo)2能力達(dá)成 簡答題、推導(dǎo)題課程目標(biāo)3素質(zhì)養(yǎng)成分析題（二）評定方法 1評定方法 本課程為考試課，考核成績構(gòu)成為：平時(shí)成績50%+期末考試成績50%。 （1）平時(shí)成績由平時(shí)作業(yè)、課堂問答等組成。 （2）期末考試以閉

17、卷形式進(jìn)行。試卷考核圍繞課程目標(biāo)考察學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識、問題分析、解決問題的能力。2課程目標(biāo)的考核占比與達(dá)成度分析 表5：課程目標(biāo)的考核占比與達(dá)成度分析表 考核占比課程目標(biāo)平時(shí)期中期末總評達(dá)成度課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3（三）評分標(biāo)準(zhǔn) 課程目標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)90-10080-8970-7960-6960優(yōu)良中合格不合格ABCDF課程目標(biāo)1熟練掌握粉體工程的相關(guān)基礎(chǔ)知識；熟練掌握粉體工程各單元操作過程、生產(chǎn)設(shè)備、工藝過程；熟悉各設(shè)備、工藝過程的影響因素、適用領(lǐng)域。較好地掌握粉體工程的相關(guān)基礎(chǔ)知識；較好好掌握粉體工程各單元操作過程、生產(chǎn)設(shè)備、工藝過程；較為熟悉各設(shè)備、工藝過程的影響因素、適用領(lǐng)域。掌握

18、粉體工程的相關(guān)基礎(chǔ)知識；掌握粉體工程各單元操作過程、生產(chǎn)設(shè)備、工藝過程；了解各設(shè)備、工藝過程的影響因素、適用領(lǐng)域。基本掌握粉體工程的相關(guān)基礎(chǔ)知識；基本熟練掌握粉體工程各單元操作過程、生產(chǎn)設(shè)備、工藝過程；基本了解各設(shè)備、工藝過程的影響因素、適用領(lǐng)域。不能掌握粉體工程的相關(guān)基礎(chǔ)知識；不掌握粉體工程各單元操作過程、生產(chǎn)設(shè)備、工藝過程；不熟悉各設(shè)備、工藝過程的影響因素、適用領(lǐng)域。課程目標(biāo)2熟練地綜合運(yùn)用本課程和其它課程知識，了解粉體工程所涉及的科學(xué)問題及工程問題，并能借助文獻(xiàn)及生產(chǎn)過程，通過比較、分析、優(yōu)化各單元操作過程，可根據(jù)生產(chǎn)要求改善生產(chǎn)方案或解決實(shí)際問題。具備很好的科學(xué)思維、理論聯(lián)系實(shí)際及分析問題解決問題的能力。較熟練地綜合運(yùn)用本課程和其它