第三章--粉体的物性与流变学.pptVIP

* * * * * * 在粉体的处理过程中经常发生粘附器壁或形成凝聚的现象。 * * * * * * * * * * 只要测得粉末间孔隙的平均半径R和 液体的表面张力 可得到接触角θ ? R值无法直接测定，用一已知表面张力为 、 密度 和对粉末接触角θ为0的液体来标定： * 通过测定h、h0可求得θ。 使用此方法应注意粒子的均匀性及装填情况 对于粉体在未知液体中的透过 1.1 对液体而言，满足如下定律： （1）压力与深度成正比即帕斯卡定律 （2）同一液面上压力相等，即连通器定律 第五节 粉体(静)压力计算 一、Janssen公式 * * 容器内的粉体层处于极限应力状态； 同一水平面的垂直压力恒定； 粉体的基本物性和填充状态均一， 为常数 1.2 静态粉体压力，Jassen（詹森）作如下假设： 上层静压力 下层静压力 粉体层自重 摩擦力 * 圆筒形容器（截面积为A）； h深处的微元层（A · dh）作为研究对象； 铅垂方向作受力分析 上层静压力 下层静压力 粉体层自重 摩擦力 * 上层静压力＋粉体层自重 ＝ 下层静压力＋摩擦力 水平压力 上层静压力 下层静压力 粉体层自重 摩擦力 取h深处的微元层作为研究对象，当其受力平衡时，在铅垂方向作受力分析为 根据极限莫尔圆原理及假定1，对非粘性粉体，有 将上式整理后得 * 积分后得： * 根据边界条件可知，当时 时， ，得： 即：深度为h时，粉体铅垂压力p与高度h 的关系为： ∴ 代入得： * * 筒仓内粉体压力分布 粉体压力饱和现象： 当粉体填充高度达到一定值后。P 趋于常数 水平压力 若粉体层的上表层有外载荷 p0 存在， 则： 时， ， 此时： * 二、料斗（锥体）的压力分布* * 以料斗的圆锥顶角为坐标原点，建立如图所示的直角坐 标系。 取料斗中的微元，对该微元作垂直方向上的力平衡。 先求与壁面垂直方向上单位面积的压力 沿壁面长度方向上的摩擦力为： * 单元体部分粉体沿垂直方向的力平衡： 整理后得： 式中： （与料斗形状、壁材料、粉体性质有关） * 边界条件： （1）若外压为0，即： 时， ，有： * （2）若外压不为0，即： * 粉体之所以会流动，是由于平衡条件被破坏后，粉体层沿剪切面的滑动和平移。 三、粉体的重力流动 * 整体流 漏斗流 3.1 仓内粉体重力流动状态和模式 D：颗粒自由降落区 C：颗粒垂直运动区 B：团块运动区 A：颗粒擦过B区向出口 区中心方向迅速滚落区 E：颗粒不流动区 除了E区以外，凡处于大于安息角位置的颗粒均产生流向中心的运动 * 仓内整个粉体层能够大致上均匀流出。 3.2 整体流 * 整体流的特点 “先进先出” 减少不稳定流动 仓壁陡峭 仓壁磨损 3.3 漏斗流 * 只有料仓中央部分产生流动，流动区域呈漏斗状，使料流顺序紊乱，甚至有部分粉体停滞不动 特点： 先入后出 引起偏析 局部流动 四、颗粒贮存和流动时的偏析 1. 偏析： 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。 * 2. 非粘性颗粒偏析的机理 细颗粒的渗漏作用 振动 颗粒的下落轨迹 料堆上的冲撞 安息角的影响 * 五、防止偏析的方法 加料时，采取某些能使输入物料重新分布和能改变内部流动模式的方法。 * 卸料时，通过改变流动模式以减少偏析的装置 * 作业： 1、何为颗粒密度，松密度，两者有何关系？ 2、某粉体的真密度为1000kg/m3，当该粉体以空 隙率＝0.4的状态堆积时，求其松密度 3、粉体流动性的影响因素与改善方法有那些？ 4、休止角、内摩擦角的含义？ 5、推导圆筒形料斗的粉体压力分布。 * * * * * * * 如果以等径球在平面上的排列作为基本层，则有图所示的正方形排列层何单斜方形排列层或六方排列层 * * 第四节 粉体间的作用力 一、粘附与凝聚 粘附性：指不同分子间产生的引力，如粉体的粒 子与器壁间的粘附（附着力）； 凝聚性：指同分子间产生的引力(内聚力) * 产生粘附性与凝聚性的主要原因： ①干燥状态下： 范德华力(取向力、诱导力、色散力)、静电力 ②润湿状态下：液体桥、固体桥 液体桥：