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粉体工程与设备 烟台大学环境与材料工程学院 对数正态分布应用示例 (1)可计算出平均粒径 (2)可计算出每千克样品中含有的颗粒个数n (3)可计算出比表面积Sw 当颗粒为球形时 (4)个数与质量两种基准分布的变换关系 第二章 粉体的密度与填充率 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，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(true density)、颗粒密度(granule density)、松密度(bulk density)三种。 1 真密度（true density) ρt 是指粉体质量（W）除以不包括颗粒内外空隙的体积（真体积Vt）求得的密度。 3 松密度（bulk density) ρb 是指粉体质量除以该粉体所占容器的体积V求得的密度，亦称堆密度。 填充粉体时，经一定规律振动或轻敲后测得的密度称振实密度（tap density） ρbt。若颗粒致密，无细孔和空洞，则ρt = ρg 一般： ρt ≥ ρg ＞ ρbt ≥ ρb 第三章 粉体的润湿性 润湿性 (wetting) 是指固体界面由固-气界面变为固-液界面现象。 固体的润湿性用接触角θ表示。 液滴在固体表面上所受的力达平衡时符合Yong’s公式： γsg= γsl+ γlgcosθ 式中， γsg、 γsl、 γlg分别固-气、固-液、气-液间的界面张力。 第四章 粉体流变性 一、粉体流动性的表示方法 1、休止角 2、流速 3、内摩擦系数 休止角 粘性粉体或粒径小于100~200μm的粉体粒子间相互作用力较大而流动性差，相应地所测休止角较大。 流速:单位时间内粉体由一定孔径的孔或管中流出的速度。 粉体流动性差时可加入100 μm的玻璃球助流。 流出速度越大，粉体流动性越好。 二、影响粉体流动性的因素 （1）粒度 （2）粒子形状、表面粗造性 （3）吸湿性 （4）加入润滑剂 粒度：在临界粒子径以上，随粒子径增加，粉体流动性增加。 临界粒子径：当粒子径小于100微米，粒子容易发生聚集，内聚力超过粒子重力，妨碍了粒子的重力行为，这时的粒子径称为临界粒子径。 粒子形状和表面粗糙性：不规则、粗糙，流动性差。 吸湿性：吸湿性大，休止角大，流动性差。但当吸湿量超过一定值后，水分起到润滑作用，流动性增加。 三、改善流动性的方法 1、适当增加粒子径 2、控制含湿量 3、添加少量细粉：一般加量为1%~2% (3)整体流 整体流料仓的优点： ① 避免了粉料的不稳定流动、沟流和溢流。 ② 消除了筒仓内的不流动区。 ③ 形成了先进先出的流动，最大限度地减少了贮存期间的结块问题、变质问题和偏析问题。 ④ 颗粒的偏析被大大地减少或杜绝。 ⑤ 颗粒料的密度在卸料时是常数，料位差对它没有影响。 ⑥ 因为流量得到很好的控制，因此任意水平横截面上的压力将可以预测，并且相对均匀，物料的密实程度和透气性能将是均匀的。 六、料仓中颗粒流动分析 (1)开放屈服强度fc （2）流动函数FF （3）流动与不流动的判据 fc：开放屈服强度 σ1：密实主应力 ：作用在料拱支脚处的主应力 Jenike已经指出作用在料拱脚处的主应力 (kPa)可以表示为 式中ρB—物料容积密度； B—卸料口宽度 H(θ)—料斗半顶角的函数 流动与不流动判据：当fc 时，粉体物料可形成足够的强度支撑料拱，使流动停止；而当fc 时，粉体物料的强度不够，不能形成料拱，就发生重力流动。 定义流动因数ff= σ1/ 用来描述流动通道或料斗的流动性。流动函数FF和流动因数ff差异：前者数值越大，粉体流动性越好；而后者数值越大，粉体流动性则越差。 3、内摩擦系数 （1）莫尔圆 用二元应力系分析粉体层中某一点的应力状态，根据莫尔理论，在粉体层内任意一点上的压应力σ，剪应力τ，可用最大主应力σ1、最小主应力σ3，以及σ、τ的作用面和σ1的作用面之间的夹角θ来表示，如下图所示。 从以上两式