粉体力学总复习
粉体流体力学复习资料
复习要点一、名词解释1.粒度分布：将粉末试样按粒度不同分为各个等级，每个颗粒级占颗粒总级数的百分比。
2.粉体：各个单独的固体颗粒的集合体，我们把这种集合体称为粉体。
3.球形度：等体积球的表面积与颗粒球的表面积的比值.4.休止角:安息角/休止角,是指物料堆积层的自由表面在静平衡状态下，与水平面形成的最大角度。
5.Molerus I 类粉体：初抗剪强度为零的粉体.6.Molerus Ⅲ类粉体:初抗剪强度不为零且与预压缩应力有关。
通常此类粉体的内摩擦角也与预压缩应力有关。
7.Stokes定律：在重力场中，悬浮在液体中的颗粒受重力、浮力和粘滞阻力的作用将发生运动，其运动方程就是Stokes定律8.Hausner比值：粉体紧密堆积密度和松动堆积密度之比,称为粉体Hausner 比值，常用于表征粉体的可压缩性和流动性。
9.喷雾干燥：把液体或溶液通过喷嘴喷成雾滴，再通过干燥制备颗粒材料的造粒技术10.取向力：极性分子相互靠近时，因分子的固有偶极之间同级相斥异极相吸,使分子在空间按照一定的取向排列，使体系处于更稳定的状态.这种固有偶极间的作用力为取向力.11.诱导力：在极性分子的固有偶极诱导下，临近它的分子会产生诱导偶极,分子间的诱导偶极与固有的偶极间的电性引力称为诱导力。
12.Jenike流动函数:Jenike定义粉体流动函数FF为预压缩应力σ0与粉体的开放屈服强度fc之比二、简答题1.依粉料被水润湿的过程，水分主要以哪四种形态出现并起作用？答：依粉料被水润湿的过程，水分主要以四种形态出现并起作用：吸附水-—摆动状态薄膜水-- 链锁状态毛细管水—- capillary state重力水-—浸渍状态immersed state2.颗粒在空气中分散的主要途径有哪些？答：颗粒在空气中分散的主要途径有四种：机械分散、干燥分散、表面改性、静电分散.3。
调节颗粒在液体中分散性与稳定性的主要途径有哪些？答:调节颗粒在液体中分散性与稳定性的主要途径：1）、通过改变分散性与分散介质的性质调控Hammaker常数，使其变小,颗粒间吸引力下降；2）、调节电解质及定位离子的浓度，使双电层厚度增加,增大颗粒间排斥作用;3）、选用附着力较强的聚合物和聚合物亲和力较大的分散介质，增大颗粒间排斥力。
粉体复习资料
第一章1、单分散粉体：颗粒系统的粒径相等。
2、多分散粉体：由粒度不等的颗粒组成（实际颗粒）。
3、种类：原级颗粒：一次颗粒或基本颗粒。
聚集体颗粒：二次颗粒凝聚体颗粒：三次颗粒絮凝体颗粒4、特点：具有固体抗变形的能力；具有液体类似的流动性；粉体不是连续体，受到体积缩小类似气体的性质。
第二章1、粒径（1）、三轴径：以三维尺寸计算的平均径。
（2）、投影径：a、弗雷特直径: 在特定方向与投影轮廓相切的两条平行线间距.b、马丁直径: 在特定方向将投影面积等分的割线长.c、定方向最大直径:最大割线长d、投影面积相当径:与投影面积相等的圆的直径.（3）、当量直径：a、球当量径：与颗粒相当的球的粒径πDs2=S等表面积球当量径：与颗粒表面积相等的球的直径πDs2=S等体积球当量径：与颗粒体积相等的球的直径Dv3π/6=Vd、圆当量径投影圆当量径：与颗粒投影面积相等的圆的直径等周长圆当量径：与颗粒投影图形周长相等的圆的直径（4）、筛分径：又称细孔通过相当径。
当粒子通过粗筛网且被截留在细筛网时，粗细筛孔直径的算术或几何平均值称为筛分径，记作DA 。
2、粒径分布：（1）、频率分布:单位粒径区间内粒子数占总粒子数比例的分布曲线。
p p dD dn N D f 1)(=（2）累积分布：小于（或大于）某个粒径D p 的颗粒数占颗粒总数的百分比。
累积筛下： ()⎰=Dp p pp dD D f D D 0)(累积筛上：()⎰∞=Dp p p p dD Df D R )(累积分布与频率分布之间的关系:()⎰=Dpp p p dD Df D D 0)(，()⎰∞=Dp p p p dD D f D R )(累积分布函数又称为粒度分布积分函数；频率分布函数又称为粒度分布微分函数。
、表征粒度分布的特征参数a 、中位粒径D 50：把样品的个数分成相等两部分的颗粒粒径。
b 、最频粒径：在频率分布图上，纵坐标最大值所对应的粒径。
c 、标准偏差: 21)()(2N D D n p pi i -∑=σ，表示粒度频率分布离散程度的标志。
粉体总复习
第一章1、粉体工程的定义。
答：它是以粉状和颗粒状物质为对象，研究其性质及加工、处理技术的一门学科。
2、粉体的制备方法及分类。
答：（1）分类：按成因分：人工合成、天然形成。
按颗粒构成：原级颗粒、聚集体颗粒、凝聚体颗粒、絮凝体颗粒。
按成分分：碳酸钙粉体、硅灰石粉体等。
按粒度分：粗粉、细粉、超细粉等。
粉体种类按成因分：人工合成、天然形成。
按颗粒大小、形状分：单分散、多分散。
（2）制备方法：3、粉体工程在材料领域的作用。
答：粉体工程是一门新兴的跨行业、跨学科综合性技术学科。
粉体工程应用领域广如：矿产领域、电子领域、军事领域等。
粉体工程学的新理论、新技术将使许多工业发生根本性的变化 。
第二章1、举例说明粉体的基本性质对其在材料中应用性能的影响。
答：基本性质：粒径、粒度分布、颗粒形状、颗粒群的堆积性质、粉体的摩擦性质。
2、粉体的粒度组成特征的表征方法主要有哪些？试述它们的基本内容。
答：（1）粒度表格：是表示粒度分布的最简单形式，也是其它形式的原始形成。
（2）粒度分布曲线：能更直观地反映比较颗粒组成特征。
（频率直方图、频率分布曲线累积分布曲线）（3）粒度分布特征参数（偏差系数和分布宽度）（4）粒度分布方程.3、空隙率与填充率的定义；颗粒填充与堆积方式；密度的分类及定义.答：（1）空隙率：填充层中未被颗粒占据的空间体积与包含空间在内的整个填充层表观体积之比称为空隙率.（2）填充率： 颗粒体积占表观体积的比率。
（3）粉体颗粒的填充与堆积等径球形颗粒的排列：正方体排列、正斜方体排列、菱面体排列、楔形四面体排列，立方体为最松填充，属不稳定排列；菱面体为最密填充，属最稳定排列。
异径球形颗粒的填充：一次填充、 Horsfield 填充、非球形颗粒的随机填充。
（4）容积密度ρv，又称松密度，指在一定填充状态下，包括颗粒间全部空隙在内的整个填充层单位体积中的颗粒质量。
真密度ρs：指颗粒的质量除以不包括内外孔在内的颗粒真体积。
粉体力学总复习
颗分粒布群的中标个准数偏或差，质即量粒出径现Di概对率平均最粒大径的的颗二粒次粒矩径的平。方根。
若f(Dp)已知，令 f(Dpn)的fi (一Di 阶 D导平)数2 为零，可求出Dmod。
注颗粒意的：形状①。粒常径用的的定形义状和指粒数径有的：测量方法
②单个颗粒的形状系数与整个颗粒群的形状系数的区别。
③形状系数为一个修正系数，用来衡量实际颗粒与球形颗
粒不一致的程度。
颗粒形状 球形l=b=h=d
s
v
π
π /6
6
圆锥形l=b=h=d
0.81π π /12
9.7
立方体l=b=h
6
1
判据：FF 0 / fc 水泥粉体的开发屈服强度
预压缩应力 流动函数
FF2
2< FF4
4< FF10
流动性 差，流不动 不易流动 容易流动
FF>10 自由流
莫尔应力圆 Mohr’s Stresses Circle
一、粉体的应力规定
粉体内部的滑动可沿任何一个面发生，只要该面上的 剪应力达到其抗剪强度。
颗粒的尺寸分布
尺寸分布的概念 尺寸分布的基准 原因：粉体是有不连续的微粒组成，属于多分散系统。因此粉体
颗粒的粒径不是单一的，通常会在一定范围内连续取值。即颗粒
难点： 的1大．小作服为从分统散计系学统规的律粉。体，粉其体颗的粒力的学大性小能服，从不统仅计与学其规平律均。粒单径个
的颗大粒小的有粒关径，是还在与某各一种范粒围径内的随颗机粒取在值，粉对体整中个所粉占体的，比可例以有用关采。样为 了分表析粒示的径粉方的体法定中来义颗测有粒量多大粒种小度，组分对成布于。情同（况一频，种率必粉分须体布要物与用料累粒，积度选分分用布布不）的同概的念粒。径 就会得到2．不尺同寸的分粒布径可分以布取。个粉数体、的长粒度径、分面布积通、常体用积实（测或的质方量法）获等得4。个 参 如 处 数理 形数 用定整粉方 式中 显义个体式 。的 微及的也一镜粉运意某是个法体用义些多作测中尺：特种为定所寸描征多基粒占分述值样准径的布粒，的比分。的径如，例布粒概分平如。时度念布均整有常分时的粒理了用布，状径成粒个的应态等表度数基当。从格分基准明通而、布准取确常可绘的；决是是以成数用于什指对曲据沉粒么某成线，降度分一品、就法分布粒粒归不时布、径度纳难用的什的进相求质测么颗行应出量定基粒评的这基方准在函种准法，。。 用的价什。么粒径。
粉体工程复习资料
粉体工程复习资料一、名词解释1、粉体：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群体。
2、颗粒：能单独存在并参与操作过程，还能反应物料某种基本构造与性质的最小单元。
3、颗粒形状系数：在表示颗粒群性质和具体物理现象、单元过程等函数时，把与颗粒形状有关的诸多因素概括为一个修正系数加以考虑，该修正系数即为形状系数。
（有体积形状指数、表面积形状指数、比表面积形状指数）4、颗粒形状指数：表示单一颗粒外形的几何量的各种无因次组合。
5、粒度分布：指将颗粒群用一定的粒度范围按大小顺序分为若干粒级，各级别粒子占颗粒群总量的百分数。
6、破坏包络线：对同一粉体层的所有极限摩尔圆可以做一条公切线，这条公切线成为破坏包络线。
7、填充率：粉体所占体积与粉体表观体积的比值。
8、球形度：与颗粒等体积的球和实际粉体的表面积之比。
9、孔隙率：粉体层中空隙所占有的比率。
10、配位数：某一个颗粒与周围空间接触的颗粒个数。
11、极限应力状态：在粉体层加压不大时，因粉体层的强度足以抵御外界压力，此时粉体层外观不起变化，当压力达到某一极性状态时，此时的应力称极限应力。
粉体层就会突然崩坏，这与金属脆性材料的断裂是一致的。
12、库仑粉体：分体的破坏包络线呈一条直线，称该粉体为库仑粉体。
13、粘附性粉体：破坏包络线不经过坐标原点的粉体称为粘附性粉体。
14、主动受压粉体：由于重力作用在崩塌前将其支撑住，在崩塌时临界状态称主动态，最小应力在水平方向。
15、被动受压粉体：粉体延水平方向压缩，当粉体呀倾斜向上压动时的临界状态称为被动状态，最大主应力在水平方向。
16、堆积：17、安息角/休止角：指物料堆积层的自由表面在静平衡状态下，与水平面形成的最大角度。
（安息角越小，粉体的流动性越好）18、均化：物料在外力作用下发生速度和方向的改变，使各组分颗粒得以均匀分布。
19、粉体流动函数：固结主应力与开放屈服强度存在着一定的函数关系。
20、静态拱：物料颗粒在出口处起拱，此时正好承受上面的压力这样流动停止，此时孔口处处于静止平衡状态。
粉体工程复习资料
太原理工大学矿院矿物加工粉体工程复习资料你懂的。
1.纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。
纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，它具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。
①表面效应：随着粉体粒径的减小，其特性不仅取决于固体本身，而且还与表面原子状态有关，称其为表面效应。
②小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会引起颗粒性质的质变，由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。
③量子尺寸效应：指当粒子的尺寸下降到某一值时金属费米能级附近的电子由准连续变为离散的现象。
④宏观量子隧道效应隧道效应是基本的量子现象之一，即当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。
近年来，人们发现一些宏观量如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量及电荷也具有隧道效应，他们可以穿越宏观系统的势阱而产生变化，故称之为宏观量子隧道效应。
2、颗粒的结构原级颗粒聚集体颗粒（硬团聚颗粒）凝聚体颗粒（软团聚颗粒）絮凝体颗粒①原级颗粒：最先形成粉体物料的颗粒。
又称一次颗粒或基本颗粒。
它是构成粉体的最小单元。
它能真正反映出粉体的固有性能。
②聚集体颗粒（硬团聚颗粒）:由许多原级颗粒靠着某种化学力其表面相互连接而堆积起来。
例如：粉体在高温脱水。
聚集体颗粒的比表面积比构成它的原级颗粒的表面面积和要小。
聚合体颗粒各原级颗粒间彼此结合牢固，必须用粉碎的方法才能使其分开。
③凝聚体颗粒（软团聚颗粒）：棱角相连，结合力弱（范德华力，静电力）。
表面积变化不大。
如湿法合成干燥后的粉体。
凝聚体颗粒比较疏松，通过研磨或者高速搅拌可使之解体。
④絮凝体颗粒：粉体在液相介质中分散，由于颗粒间的各种物理力，使颗粒松散的聚合在一起所形成的粒子群，称絮凝体颗粒。
如受潮后的粉体结块，淀粉在水中变粘。
絮凝体颗粒很容易被微弱的剪切力解絮，也很容易在表面活性剂的作用下分散开来。
3、常用的“演算直径”有轴径、球当量径、圆当量径和统计径四类。
流体粉体复习重点
第一章1.固液气态的异同点异:固体具有确定的形状,同时具有抵抗压力,拉力和切力的3种能力,同时,固体在确定的切应力作用下将产生确定的,不随时间改变的剪切应变和变形,而液体或气体则没有固定的形状,且在切应力作用下将产生连续不断的变形---流动同:固液气三态是自然界和工程技术领域中常见的物质状态2.流体压缩性与膨胀性及粘性的含义压缩性:流体不仅形状容易发生变化,而且在压力作用下,其体积也会发生改变,流体内可压缩性通常用体积压缩系数βp表示.βp定义为一定温度下,单位压力增量产生的体积相对减少率.βp=(dV/V)/dp.单位Pa-1 体积弹性模量EV=1/βp=-dp/(dV/V)膨胀性:在压力不变的条件下,流体温度升高时,其体积增大的性质.膨胀性大小用体积膨胀系数βt表示,βt定义:一定压力下,温度每增加1℃时所发生的体积相对变化量,βt=(dV/V)/dt,单位℃-1粘性:与流体受到外部剪切力作用而发生相对运动时,其内部相应要产生抵抗变形的切向阻力的性质,粘性系数μ:相同的du/dy情况下,μ值表征流体粘性大小,另一方面,当du/dy=1时,在数值上μ等于τ,运动粘度:v=μ/ρ,单位m2/s,cm2/s3,牛顿内摩擦定律的含义流体层之间单位面积的内摩擦力与流体剪切变形速率即速度梯度成正比.T=±μA du/dy τ=T/A=±μdu/dy4,气体与液体粘性有何区别,原因何在温度升高时,液体的μ值降低,而气体μ值反而加大.原因是液体的分子间距较小,互相吸引.当温度升高时,间距增大,吸引力减小.气体分子间距较大,吸引力影响很小,但根据分子运动理论,分子的动量交换率因温度的升高而加剧,而且使切应力也随之增加5,表面张力的含义,润湿对其影响张力含义:液体表面各部分之间存在相互作用的拉力,使其表面总处于张紧状态的拉力影响. 毛细现象是由液体对固体表面的润湿效应和液体表面张力所决定的一种现象. h=4σcos θ/rD第二章1,流体静压力特性特性一:静压力方向永远沿着作用面内法线方向特性二:静止流体中任何一点上各个方向的静压力大小相等,与作用面方向无关2,流体平衡微分方程的含义及证明含义:流体平衡微分方程式,又叫欧拉平衡方程式,质量力总和是空间的任意方向,因而它对惯性和非惯性坐标系均使用,对非惯性坐标系应用时,必须考虑流体随非惯性坐标系运动的附加惯性力.适用于可压缩流体与不可压缩流体证明（手）3,等压面的含义及表达式和特征含义:就是在同一种连续的静止流体中,静压力相等(P=常数)的各点所组成的面.表达式:Xdx+Ydy+Zdz=0特征:作用在静止流体中任意一点的质量力必须垂直通过该点的等压面.作用在任意形状平面上的总压力大小等于该平面的面积与其形心处压力的乘积4,平面和曲面上流体作用的总压力,作用点如何计算平面上:yD=(Jc+Ayc2)/Ayc = yc+Jc/Ayc yc:形心Jc:惯性矩压力中心永远在平面形心的下边曲面上: 总压力水平分力为:Px=ρg∫AhdAcosα= ρghcAx 总压力垂直分力为:Pz=ρg∫AhdAsinα= ρgV 总压力:P=√(Px2+Pz2) 总压力与垂直线之间的夹角为θ=tg-1 (Px/Pz) 5,压力中心,压力体的含义及求解压力中心:总压力的作用点(永远在平面形心下边)压力体:从曲面向上引出液面的若干微小柱体的体积总和V=∫A hdAsinα=∫A hdAz6,潜体和浮体的平衡条件潜体平衡和浮体平衡条件相同:1,重力和浮力大小相等2,重心与浮心要在一条垂直线上7,非惯性坐标系(直线加速容器,匀速旋转容器)的静止流体压力分布规律①直线加速容器p=ρ[(gx-ax)x+(gy-ay)y+(gz-az)z]+C②匀速旋转容器p=ρ0(x2ω2/2 +y2ω2/2 -gz)+C=ρ(r2ω2/2 -gz)+C p=p0+ρg(r2ω2/2g –z+H0)第三章1,拉氏法与欧拉法的区别拉氏法:沿流体质点运动的轨迹进行跟踪研究.欧拉法:固定在某个空间位置观察由此流过的每一个流体质点2,稳定流,流线,流束,迹线,驻压强的含义稳定流:流体运动时运动要素不随时间变化流线:任意时刻流场中存在的这样一条曲线,在该曲线上任一点的切线方向与流体在该点的速度方向一致流束:充满在流管内部的流体迹线:流体质点的运动轨迹曲线驻压强:增高的压强3,流线与迹线的异同点异:流线是同一时刻不同质点构成的一条流束线,迹线是同一质点在不同时刻经过的空间点所构成的轨迹线同:稳定流动时流线的形状和位置不随时间变化,并与流线重合4,流体运动连续性方程式的含义,表达及物理意义含义:不稳定流动时流入的液体质量与流出的液体质量之差应等于曲面内流体质量的变化,稳定流动时流入的液体质量必然等于流出的液体质量表达式: ?ρ/?t +?(uxρ)/ ?x + ?(uyρ)/ ?y + ?(uzρ)/ ?z=0物理意义:流体在单位时间内经单位体积空间流出与流入的质量与其内部质量比的代数和为零5,理想流体运动微分方程-欧拉方程的推证（手）6,伯努利方程的推证及物理意义（手）7,流体动量及动量矩方程,如何应用（手）第四章1，湿周、水力半径、流态、当量长度、雷诺数等含义及表达①湿周：管子断面的周长、用χ表示，湿周越长，阻力越大②水力半径：流体力学中的断面面积A和湿周长度χ的比值来标志管路的几何形状对阻力的影响，用R表示，称为水力半径，即：R=A/χ（常见圆管：R=（πd2/4）/πd=d/4 ,水力半径↑，流体流动阻力↓）③流态：即流动状态，管流中存在着两种截然不同的流态：层流和紊流④当量长度：把局部水头损失换算为当量某Ld管长的沿程水头损失，写成hj=(λLd/d)υ2、2g，则Ld称为当量长度，已知局部阻力系数就可求出与当量长度Ld之值：ζ=λLd/d⑤雷诺数：流动从层流型态过渡到紊流型态的过程是一个流动失稳的过程，称为临界状态，这个临界状态的判据用的就是雷诺数，Re=υdρ/μ; Re<2300,层流；Re>4000，紊流2,实际流体的运动微分方程（手）3,圆管内层流有哪些特点,其速度,加应力的分布规律特点:层流中流体质点只沿轴向的流动而无横向流动速度分布规律:速度为抛物线分布,在管道中心线上流动速度最大切应力分布规律:在关在有效断面上,切应力分布与半径r成直线关系4,沿程摩阻与局部阻力损失的含义及表达(1)沿程摩阻:λ=64/Re 直管段的流体流动阻力称为沿程摩阻,引起的水头损失称沿程水头损失(2)局部阻力:ξ=λ\(Ld/d)通过管件局部的流体流动阻力称为局部阻力,引起的水头损失称为局部水头损失5,紊流,水力光滑,水力粗糙如何定义及区分1紊流:当流速打到某一值时,染色轴线散开,许多小漩涡,最终与主体水流参混在一起,使水染色,表明流动处于紊流形态,称为紊流流动2水力光滑:管内壁上所有粗糙峰都被埋在粘性底层内,壁面粗糙对紊流核心区的速度分布没有影响局部水头损失原因:①液流中流速的重新分布②在涡流中粘性力的做功③液体质点的混搭引起的动量变化3水力粗糙:所有粗糙峰都高出粘性底层,突出在紊流核心区,形成许多小的漩涡,对紊流核心速度的分布有显著影响.第五章1,压力管路,长管,短管的含义压力管路:液流流满全管在一定压力差下流动的管路.长管短管:从能量角度略去比动能和局部水头损失,长管短管都反映着压力和阻力的矛盾,矛盾结果反应流量大小.长管:长输管线输送距离较远,两端压差较大,局部阻力所占比例较小,可忽略流速水头和局部水头损失.短管:管线总的距离较短,分支较多,压差较小,并有大量管子联接部件,不能忽略局部阻力流速水头,为了区别长管,称为短管.2,管路特性曲线的形状及含义1形状:hw=αQ2,光滑曲线(抛物线) hw=λ(L/d)(V2/2g)=(8λ/(π2g))(L/d5)Q22含义:对一定管长和管径的管路,系数α随λ值变化,给不同流量Q可得不同水头损失hw 3,串并联管路的特性及求解和应用注意的问题1串联管路特性:①各联结点(称为节点)处流量出入平衡反映连续原理②全线总水头损失为各分段水头损失的总和2并联管路特性: ①进入各并联管的总流量等于流出各并联管的流量之和②不同并联管段从A到B单位重量液体的能量损失都相等4,流量系数,综合阻力系数,孔R阻力系数的含义（手抄）5,孔R泄流时泄流如何计算（手抄）第六章1，稳定流与不稳定流的区别增加了由于当地加速度引起的惯性水头损失2，一元不稳定流的连续方程的含义由质量守恒，在时间dt内，流入和流出该体积的质量(Aυρ)/ s + (Aρ)/ t = 0差应等于相同时间内该体积内的质量变化，但符号相反3，水击现象的含义，含义的原因：含义：指压力瞬变过程，管路中不稳定流所引起的特殊现象原因：液体具有惯性和压缩性4，冲击波的含义及压力波传播的速度计算①冲击波的含义：阀在每一微小瞬时关闭部产生一个相应的弹性波，每个弹性波又依次按四个阶段循环发展，是一系列发生在不同时刻的水击波传播和反射的过程②计算：C=C0/ （1+Evd）/E0e C0 Ev/ρ该种液体内的传速，e:管子厚度Ev=ρdp/dρ(液体体积弹性模量)，E0=(D2/2edD)dp(管材弹性模量)5，变水头自流泄流原理是什么？当自流管路的高架罐，塔无液体补充时，则泄流过程中，液面逐渐下降，泄流流量也随时间的延长而变小，形成不稳定流第七章1,气溶胶,非均一系,液雾,烟,炱的含义气溶胶:固体或液体微粒悬浮在气体介质中形成的气态分散系统非同一系:气态非同一系可分为机械分散系和凝结分散系液雾:液体经机械雾化后形成的液滴分散在悬浮气体中烟:固体或液体经高温燃烧转化为气态,当温度下降或过饱和时又凝结成悬浮状的气溶胶而形成的颗粒炱:固体升华成气体,然后又凝结成颗粒,常呈小于1μm的球粒或结晶状2,粒度,粒径的定义及物理意义和表示方法粒度:颗粒在空间范围所占大小的线性尺寸,粒度越小,颗粒的微细程度越大粒径:表面光滑的球形颗粒只有一个线性尺寸,即其直径,粒度就是直径,也叫粒径物理意义:同一个颗粒,由于采用不同的测量方法,得到的粒径值不尽相同3,颗粒形状因子,形状系数,形状指数的定义及表示法形状因子:人们尝尝采用某个量的数值来表征颗粒的形状,这些量统称为形状因子形状系数:有一些形状因子反映着颗粒的体积,表面积乃至在一定方向上的投影面积与某种规定的粒度的相应幂次关系.这些幂次的比例关系常称为形状系数①表面积形状系数υs,j=S/dj2 ②体积形状系数υv,j=v/dj3 ③比表面积形状系数υsv,j=(υs,j/υv,j)形状指数:与具体物理现象无关,对颗粒外形本身,用各种数学式表达①Wadell球形度ψw=Av/As=(dv/ds)2=dsv/dv ②Krumbein球形度ψk=(h/b)(h/l)2③扁平度m和伸长度n m=b/h n=l/b ④Church形状因子ψ=?dM/?dF4,颗粒粒度和形状的常用测量方法及选择使用时的要求①筛分析法②显微镜法③光散射法和消光法④电传感法⑤气体吸附法要求:①应根据数据的应用场合来选择②对于给定的粉体样品,首先要估计其粒度范围③根据被测颗粒本身存在形式的特点来考虑相应适宜的方法④要求的准确度和精密度,常规测试还是非常规测试,仪器价格等5,颗粒粘结的原因及分散方法原因:①分子作用力②颗粒间的静电作用力③颗粒在湿空气中的粘结④颗粒表面润湿性的调整作用方法:①机械方法②干燥处理③颗粒表面处理④静电分散6,颗粒在液体中的聚集的原因及受力原因:一,颗粒间的相互作用力:①分子作用力②双电层静电作用力③溶剂化膜作用力④高分子聚合物吸附层的空间效应二,受颗粒间作用力支配的颗粒聚集状态7,最密填充理论及其实质是什么?最密填充理论:不同粒径球形颗粒的规则填充(向均一球形颗粒产生的空隙连续不断地填充适当大小的小球,将可活的非常紧密的填充体)实质:六方最密填充,三角孔基准填充最为紧密8,填充率,空隙率,视密度,壁效应,液桥的含义填充率:颗粒体积占粉体填充体积的比率空隙率:空隙体积占粉体填充体积的比率视密度:单位填充体积的粉体质量,亦称容积密度\壁效应:当颗粒填充容器时,在容器壁附近会形成特殊的排列结构的现象液桥:粉体与固体或粉体颗粒相互间的接触部分或间隙部分存在液体时,称为液桥9,颗粒之间的附着力有哪些①分子间引力(范德华引力)②颗粒所带异号静电荷引起的引力③附着水分的毛细管力④磁性力⑤颗粒表面不光滑引起的机械咬合力第八章一．摩擦角.内摩擦角.安息角.壁摩擦角.滑动摩擦角.运动摩擦角的含义1.摩擦角：由于颗粒之间的摩擦力和内聚力而形成的角。
粉体复习(材料专业考试必备)
1单颗粒大小的表示方法有筛分粒径，_三轴径__，_统计平均径___，_当量直径___。
2 三轴径的算术平均径可用公式__()b h l ++__计算得到，示，几何平均径可用公式__3lbh _计算得到，调和平均径可用公式__⎪⎭⎫⎝⎛++b l h 1113__计算得到。
3统计平均径又称 投影径___，常见的有马丁径，__弗雷特径__，___定向最大径和_投影圆当量径_。
4 费雷特径(Feret)的测量方法是_随机_的测量某一个方向的长度，Martin 径的测量方法是沿一定方向把颗粒投影二等分线_的长度。
7颗粒群的粒度常见的表示方法有筛余百分数，_平均粒径__，_粒度分布_和___比表面积_。
8粒度分布的表示方法有__频率分布_和__累积分布__。
9粒度分布的表现形式有列表法_作图法_和_粒度分布式法_。
10颗粒的球形度是用__与实际颗粒球当量径_所计算的表面积与实际颗粒的表面积之比来表示。
11粗糙度系数表示颗粒 微观的实际表面积 与外观看成 光滑 颗粒表面积之比。
12等径球形颗粒的规则排列有 立方体填充、_正斜方体填充、菱面体填充和_楔形四面体___填充;其中立方体为最疏填充, 菱面体为最密填充。
13流动函数FF 表示 料仓内粉体流动性，FF 大说明物料的流动性好；流动因数ff 描述的是 料斗或流动通道流动性, 料仓结拱的临界条件是FF = ff 。
14 Janssen 分析了筒仓内沿铅垂方向粉体压力分布，按Janssen 的分析，当在筒仓内达到一定深度(H →∞)时，粉体的铅垂压力趋于常数值 ，这一现象称为粉体压力饱和 现象. 15接触角越小，则粉体越易润湿，接触角越 大 ，则越不易润湿。
16如果接触角越小，则粉体层中的液体上升高度越 高 。
17 R.R 分布的表达式⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=n e p p D D D R exp 100)( 。
n 值愈大，颗粒分布范围愈窄，颗粒分布愈 集中。
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它反映分布对D平的分散程度。分布函数中的两个参数D平和完 全决定了粒度分布。
D84 D50 D50 D16
• （一）粉体密度的概念 • 粉体的密度系指单位体积粉体的质量。 • 由于粉体的颗粒内部和颗粒间存在空隙，
制
备
气相法
纯度高、几何尺寸较小、团聚较轻、 成本高、不宜生产多
适合生产非氧化物粉体
组元粉体
法
盐分解法
使用溶液法技术、设备简单
容易团聚
粉体的性质
比表面积大：单位质量的粉体具有很大的表面积， 因而具有较高的化学活性。
力学性质 可塑性能好：没有固定的外形。
粉体
流动性好：便于输送、储存、混合、成型等单元操 作
中位粒径D50 最粉频体粒物径料D的mo样d 品中，把样品的个数（或质量） 分成 相标频等准率两偏分部差布分坐的标颗图粒中粒，径纵。坐标最D(D大50)值 R(对D50应) 5的0%粒径。即在
颗分粒布群的中标个准数偏或差，质即量粒出径现Di概对率平均最粒大径的的颗二粒次粒矩径的平。方根。
若f(Dp)已知，令 f(Dpn)的fi (一Di 阶 D导平)数2 为零，可求出Dmod。
物化性质
电、磁、光、声、热 吸附、湿润 溶解 燃烧
颗 粒 （＞100 μ m）
粉粒体
粉 体 （1～100μ m） 超细粉体 （0.1～1μ m） 纳米粉体 （＜ 0.1μ m）
角状 针状 树枝状
粉体形状
粉体的粒子学特性包括粉 体粒径、粒径分布、粒子 形状、密度、流动性、堆 积密度、比表面积等。
纤维状 片状 粒状 球状 不规则状
因 利此 用，颗颗粒粒本的身表的面各积种、粒体径积以与及其表粒面径积之等间数的据数进量行关各系种，无在因 一 次定 的的 组程合度，上或可与以 球反形映颗颗粒粒进的行比形较状。而另定外义，的颗表粒示的颗表粒面形积状 、 的体各积种是指与标某称一为特形征状尺指寸数（，粒其径本）身的并平不方具、有立特方定成的正物比理的意 ， 义这。个根比据例不系同数的就使可用定目义的为，颗可粒选的择形相状应系的数形。状指数来表示
对于一个形状极其复杂的颗粒来说，用一个
库尔特计数法（coulter counter method）
数沉值降去法（直se接dim描en述tati它on们me的tho大d）小就更不可能了。那 么空，气怎透样过法仅用气一体个吸附数法值描述一个颗粒的大小？
这是粒度测试的基本问题。 取样方法
形状系数
粒 形径状相指同数的颗粒，形状不相同，其表面积、体积也相同，
如何描述粉体颗粒的大小
单个颗粒的大小
不规则形状测定某些
颗粒的大小是颗粒最基本的几何参数。 与大小有关的性质
在表示颗粒大小时还常常使用“粒度”这一术语。 它通常是指颗粒大小、粗细的程度。“粒径”具有
长 度的量纲，而“粒度”则是用其他的单位，如泰勒
筛 的“目”。 不过，实际运用时对二者不加区别，
只
人为规定了一 些所谓尺寸的 表征方法
颗粒的尺寸分布
尺寸分布的概念 尺寸分布的基准 原因：粉体是有不连续的微粒组成，属于多分散系统。因此粉体
颗粒的粒径不是单一的，通常会在一定范围内连续取值。即颗粒
难点： 的1大．小作服为从分统散计系学统规的律粉。体，粉其体颗的粒力的学大性小能服，从不统仅计与学其规平律均。粒单径个
的颗大粒小的有粒关径，是还在与某各一种范粒围径内的随颗机粒取在值，粉对体整中个所粉占体的，比可例以有用关采。样为 了分表析粒示的径粉方的体法定中来义颗测有粒量多大粒种小度，组分对成布于。情同（况一频，种率必粉分须体布要物与用料累粒，积度选分分用布布不）的同概的念粒。径 就会得到2．不尺同寸的分粒布径可分以布取。个粉数体、的长粒度径、分面布积通、常体用积实（测或的质方量法）获等得4。个 参 如 处 数理 形数 用定整粉方 式中 显义个体式 。的 微及的也一镜粉运意某是个法体用义些多作测中尺：特种为定所寸描征多基粒占分述值样准径的布粒，的比分。的径如，例布粒概分平如。时度念布均整有常分时的粒理了用布，状径成粒个的应态等表度数基当。从格分基准明通而、布准取确常可绘的；决是是以成数用于什指对曲据沉粒么某成线，降度分一品、就法分布粒粒归不时布、径度纳难用的什的进相求质测么颗行应出量定基粒评的这基方准在函种准法，。。 用的价什。么粒径。
• 测量/描述方法：将连续的粒度分布范围分成多个
离散的粒级 D，测出各粒级中颗粒的个数或质量
百分数。
– 显微镜法
个数分布数据
– 计数器法
– 筛分析法 – 沉降法
质量分布数据
– 数学函数法
概率理论或近似函数的经验法寻 求数学函数，以描述粒度分布
频率（频数）分布曲线与累积分布曲线
表征尺寸分布的特征参数
粉体的体积具有不同的含义。 • 粉体的密度根据所指的体积不同分为
真密度、表观密度、松密度三种。
ρ真 =ρ表/(1-e)
课外: 粒度分布的测试
粒度分布的测试
概述
测由试于方颗法粒的的种形类状多为不规则体，因此用一个数 值筛去分描法(述sie一vin个g m三et维hod几) 何体的大小是不可能的。
显微镜法(microscopic method)
粉体及其性质
1. 什么是粉体？
粉体与颗粒 粉体的状态
2. 粉体的性质
粉体的种类 粉体的性质
Fine Particle Powder
Bulk Solids
颗粒 粉体 散体
Hale Waihona Puke 问题的出发点不同从个体颗粒出发——颗粒学；
从集合体和工程的观点出发——粉体科学
粉体的状态
自然界中物质的 存在形态
粉体的特点： １、具有固体的抗变形能力； ２、具有与液体相类似的流动性； 3、粉体不是连续体，受压后体积缩小类似气体性质。
固体？似是而非 摩擦力变出的魔术 横向分散力的本领
按成因分类
粉体的种类
按粒自度然粒大体小分类
制备粗工方粒业法粉尘
优点
人细工粒粒体 机械粉碎法 成本低、颗粒团聚现象少、应用广泛
超细粒
缺点
纯度低、均匀性差、 几何尺寸大
化 学
溶液法
纯度高、化学均匀性好、几何尺寸较 小、组分可控性好
成本高、容易团聚、 不宜生产非氧化物 粉体
注颗粒意的：形状①。粒常径用的的定形义状和指粒数径有的：测量方法
②单个颗粒的形状系数与整个颗粒群的形状系数的区别。