粉体工程与设备期末复习题

粉体工程与设备思考题 第一章概述

1、什么是粉体？

粉体是由无数相对较小的颗粒状物质构成的一个集合体。 2、粉体颗粒的种类有哪些？它们有哪些不同点？ 分为原级颗粒、聚集体颗粒、凝聚体颗粒、絮凝体颗粒

原级颗粒：第一次以固体存在的颗粒，又称一次颗粒或基本颗粒。从宏观角度看，它是构成粉体的最小单元。粉体物料的许多性能与原级颗粒的分散状态有关，它的单独存在的颗粒大小和形状有关。能够真正的反应出粉体物料的固有特性。

聚集体颗粒：由许多原级颗粒靠着某种化学力以及其表面相连而堆积起来的。又称为二级颗粒。聚集体颗粒的表面积小于构成它的原级颗粒的表面积的总和。主要再粉体物料的加工和制造中形成。

凝聚体颗粒：在聚集体颗粒之后形成，又称为三次颗粒。它是原级颗粒或聚集体颗粒或者两者的混合物。各颗粒之间以棱和角结合，所以其表面与各个组成颗粒的表面大体相等。比聚集体颗粒大得多。也是在物料的加工和制造处理过程中产生的。原级颗粒或聚集体的粒径越小，单位表面的表面力越大，越易于凝聚。

絮凝体颗粒：在固液分散体系中，由于颗粒间的各种物理力，迫使颗粒松散地结合在一起，所形成的的粒子群。很容易被微弱的剪切力所解絮。在表面活性剂作用下自行分解。 颗粒结合的比较：絮凝体＜凝聚体＜聚集体＜原级颗粒 3、颗粒的团聚根据其作用机理可分为几种状态？

分为三种状态：凝聚体（以面相接的原级粒子）、聚集体（以点、角相接的原级粒子团或小颗粒在大颗粒上的附着）、絮凝体

4、在空气中颗粒团聚的主要原因是什么？什么作用力起主要作用？ 主要原因为颗粒间作用力和空气的湿度。

范德华力、静电力、液桥力。在空气中颗粒团聚主要是液桥力造成的。而在非常干燥的条件

下则是由范德华力引起的。空气相对湿度超过65％，主要以液桥力为主。

第二章粉体粒度分析及测量

1、单颗粒的粒径度量主要有哪几种？各自的物理意义什么？ 三轴径：颗粒的外接长方体的长l、宽b、高h的某种意义的平均值 当量径：颗粒与球或投影圆有某种等量关系的球或投影圆的直径

定向径：在显微镜下按一定方向测得的颗粒投影轮廓的长度称为定向径。 2、何谓三轴径、当量径？ 见1

3、粉体分布方程的主要形式有哪几种？各自使用的范围是什么？

（1）.正态分布，某些气溶胶和沉淀法制备的粉体，起个数分布近似符合这种分布。 （2）.对数正态分布，大多数粉体，尤其是粉碎法制备的粉体较为符合对数正态分布器频度曲线是不对称的，曲线峰值偏向小粒径一侧。

（3）.Rosin-Rammler分布，对于粉体产品或粉尘，特别在硅酸盐工业中，如煤粉、水泥粉碎产品较好的符合该分布。

4、何谓粒度分布、累积分布、频率分布？

粒度分布：将颗粒群以一定的粒度范围按大小顺序分为若干级别，各级别粒子占颗粒群总量的百分数。

累积分布：将颗粒大小的频率分布按一定方式累积所得到相应的粒度分布。 频率分布：表示某一粒径或某一粒径范围内的颗粒在全部颗粒中所占的比例。 5、说明RRB的统计表达式中特征粒径的意义。 特征粒径：表示体积筛余为36.8%时的粒径。

6、什么是颗粒形状？定量表征颗粒形状有哪两大类指标？ 颗粒的形状是指一个颗粒的轮廓或表面上各点所构成的图像。

定量表征颗粒形状的两大指标：一类是用一组数来表示，而且按照这一组数据可以再现颗粒的形状，如傅里叶分析、神经回路网络法等，这类方法需要处理大量的数据，必须借助于计

算机图像处理技术。另一类是用一个数从不同角度来表示颗粒的形状，利用颗粒的各种特征粒径与其表面积、体积之间的关系，来定义各种形状系数，也可以与某一基准（通常是球）相比较，来定义各种形状系数。

7、什么是颗粒形状系数和颗粒形状指数？它们分别包括哪些具体的指标？

形状系数指以颗粒几何参量的比例关系来表示颗粒与规则体的偏离程度。常用的几种颗粒形状系数有体积、表面积、比表面积形状系数。

形状指数以颗粒外截形体几何参量的无因次数组（或无量纲组合）来表示颗粒的形状特征。包括均齐度、圆形度、球形度、实用球形度。

8、颗粒的形状系数有哪几种？各自的物理意义是什么？ 表面积形状系数：颗粒的表面积与某一特征尺寸的平方的比值。 体积形状系数：颗粒的体积与某一特征尺寸的立方的比值。 9、表面积形状系数和体积形状系数的关系是什么？

10、什么是平均粒径？它们有哪些基准？

平均粒径：对于一个由大小和形状不相同的粒子组成的实际粒子群，与一个由均一的球形粒子组成的假想粒子群相比，如果两者的粒径全长相同，则称此球形粒子的直径为实际粒子群的平均粒径。通常有以个数为基准和以质量为基准。

11、某磨机第一仓的钢球级配：φ90、3t，φ80、5t，φ70、7t，φ60、4t。计算这些钢球的平均球径。

以质量为基准，作业题。

12.如何根据粒度测试数据来确定粉体的粒度分布方程形式和相应的参数值

通过数学方法将其归纳整理归纳出足以反映其粒度分布规律的数据表达式。应用数学运算及应用计算机进行数据处理。

13、今测得某物料经磨机粉磨后，某产品中小于50μm的颗粒含量为70%，并已知该粉磨产品符合RRB分布，均匀性系数为0.8，试求产品中介于20-25μm颗粒量所占百分数。 作业题

第三章粉体填充与堆积特性

1、何谓容积密度？

在一定填充状态下，单位填充体积的粉体质量。也称表观密度。以kg/m3 2、何谓填充率？

在一定填充状态下，颗粒体积占粉体体积的比率。

??粉体填充体的颗粒体积Vp?粉体填充体积VB

3、空隙率和孔隙率有何区别？

空隙率=外孔空隙/颗粒真实体积+内孔体积 孔隙率=内外孔体积/颗粒真实体积

空隙率不同于孔隙率。一般空隙率中的颗粒体积是指不包括颗粒的外孔在内的，而孔隙率中的颗粒体积则是内外孔均不包括。

意思是指，孔隙率的体积包括颗粒的内外孔在内，而空隙率的体积指包括颗粒的外孔，而不包括颗粒的内孔。。

4、如何根据颗粒堆积密度和颗粒真密度确定粉体空隙率。

堆积密度是把粉尘或者粉料自由填充于某一容器中，在刚填充完成后所测得的单位体积质量 粉体真密度ρs是指颗粒的质量除以不包括内外孔在内的颗粒真体积。 假密度ρa是指颗粒的质量除以不包括外孔在内的颗粒假体积。 颗粒密度ρp是指颗粒的质量除以包括内外孔在内的颗粒表观体积。 容积密度ρv是指颗粒的质量除以包括颗粒间全部空隙在内的整个填充体积。 显然： ρs≥ρa≥ρp≥ρv

第五章粉体的流变学

1、何谓内摩擦角、安息角（或休止角）、壁摩擦角和滑动摩擦角？

内摩擦角：当粉粒料层沿内部某一断面刚好切断产生滑动时，作用于此面的剪切应力与垂直应力之比的反正切即为物料的内摩擦角。

安息角：粉体在自然堆积（即自身重力作用）的状态下，粉体层的自由表面与水平面的夹角。 壁摩擦角：粉体与壁面之间的夹角。

滑动摩擦角：置粉体于某材料制成的斜面上，当斜面倾斜至粉体开始滑动时，斜面与水平面

所形成的的夹角。 2、何谓库伦粉体？

库伦粉体：在粉体任意面上加一垂直应力，并逐渐增加该层面的剪切力，当剪切力达到某一值时，粉体层将沿此面滑移。当粉体开始滑移时，如若滑移面上的剪应力τ与正应力σ成正比。这样的粉体叫做库伦粉体。

3、如何利用莫尔圆来分析粉体间应力状态？ 见35页。

4、如何获得粉体的内摩擦角？ 破坏包络线 p36

5、何谓流动函数？流动函数与粉体流动性的关系如何？

流动函数是预密实应力σ与开放屈服强度f之比。用来表示松散颗粒粉体的流动性能的函数。流动函数表征着仓内粉体的流动性，当f=0时，粉体完全自由流动。见P39表格 6、为什么说尺寸细微的颗粒，以休止角来表征流体性的意义已不明确？

休止角是粉体在重力驱使下自由流动所形成的摩擦角，对于尺寸细微的颗粒，其内聚力接近或大于重力，重力不是粉体流体的支配力，堆积形状主要取决于内聚力时以休止角来表征粉体流动性意义已不明确，且此时休止角实际测试值也不稳定。 7、何谓漏斗流、整体流？

如果料仓内粉体层的流动区域呈漏斗状，即只有料仓中央部分形成料流，而其他区域的粉体或料流顺序紊乱或停滞不动，造成先加入的物料后流出，这种流动形式成为漏斗流。 如果料仓内整个粉体层能像水一样大致均匀地向下流出，这种流动型式称为整体流。其特点是物料“先进先出”，即先进仓的物料先流出。流动性优良的粉体在带有陡峭而内壁光滑的料斗的筒仓内可呈现整体流。

8、简述粉体的偏析机理，防止偏析的措施有哪些？

粉体颗粒在运动、成堆或从料仓中排料时，由于粒径、颗粒密度、颗粒形状、表面性状等差异，粉体层的组成呈不均质的现象称为偏析。黏性物料一般不会偏析。导致非黏性颗粒偏析的机理包括（1）细颗粒的渗漏作用 （2）振动（3）颗粒的下落轨迹（4）料堆上的冲撞（5）

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