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 state 2.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。

4.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？非常干燥条件下又是什么作用力起主要作用？

答：颗粒在空气中团聚的最主要的原因：范德华力、毛细力和静电力；在空气中，颗粒的团聚主要是毛细力造成的。在非常干燥的条件下，是由范德华力造成的

5.中心流动（漏斗流动）有哪些缺点？

答：1、料拱不稳定→→流动通道不稳定→→粉料流动不稳定； 2、料拱/通道崩塌，细粉充气； 3、不流动区域变质、结块； 4、料位计的位置。

6.流化床反应器有哪些类型？ 答：流化床反应器类型 1、 2、 3、 4、

按固体颗粒是否在系统内循环分： (1)单器流化床 (2)双器流化床 按床层的外型分 (1)圆筒形 (2)圆锥形

按床层中是否置有内部构件分 (1)自由床 (2)限制床 按反应器内层数的多少分 (1)单层 (2)多层

7.质量流动（整体流动）有哪些优点？ 答：1、避免了粉料的不稳定流动、沟流； 2、无不流动区域；

3、FIFO，无变质、结块、偏析问题； 4、流量易控、压力可预测； 5、连续供料卸料。 8.理想流化床有哪些特点？

答：1、有明显的临界流态化点和临界流态化速度; 2、流态化床层的压降为一常数; 3、有平稳的流态化界面;

4、流态化床层的空隙率在任何流速下,都具有一个代表性的均匀值,不因床层内的位置而变化。

三、分析题

1.分析粉体的可压缩性、团聚性和流动性与HR值的关系？ 特征指标 Hausner比值 可压缩性 流动性 团聚性

较粗颗粒 <1.2 <15 良好流动性 不团聚

较细颗粒 1.2~1.4 15~30 流动性好 轻微团聚性

细颗粒 1.4~2.0 30~50 流动性差 强团聚性

极细颗粒 >2.0 >50 不流动 极强的团聚性

2.分析流态化技术的优缺点？ 答：1、优点

① 易于连续化和自动控制。 ② 相际混合均匀，温度均匀。

③ 相际之间接触面大，传质、传热速率大、效果好，可强化化学反应过程。 2、 缺点

① 气体流动情况十分复杂。 ② 颗粒在反应器内停留时间不均。

③ 固体颗粒在气流作用下易粉碎，粉末易被气流夹带。

④ 一些高温过程，微粒易于聚集和烧结（有时不得不降温，从而降低反应

速度）。

3.分析粉体流动性与流动函数FF的关系？ 粉体的流动函数FF 流动性 团聚性

FF<2 不流动 强团聚性

2

4

FF>10 良好的流动性

不团聚

4.分别阐述Molerus Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类粉体的特点，并以莫尔应力圆表示MolerusⅠⅡ类粉体，且对图中分区进行解释。

Molerus I 类粉体：特点：不团聚、不可压缩、流动性好且流动性与粉体预压缩应力无关。

Molerus II 类粉体：特点：有一定的团聚性、可压缩性和流动性，且流动性与预压缩应力无关，即初抗剪强度c与外载N无关。

Molerus Ⅲ 类粉体：特点：有较强团聚性和可压缩性、较差流动性且流动性与预压缩应力有关。

5.在粉体储存与输送单元操作中，是否会发生堵塞？如果发生堵塞如何应对？

在粉体储存与输送单元操作中，其流动性与粉体的加料过程和方式无关。当设备中发生堵塞时，可以借助简单的外力进行排除。

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