粉体工程2015A卷答案及评分标准

2014/2015 学年第 二 学期期末考试试题答案及评分标准

（A卷）

粉体工程

使用班级： 12030241、12030242

一、名词解释（ 共18分 每小题2分 ）

1、球当量径与：

颗粒同体积的球的直径称为等体积球当量径；与颗粒等表面积的球的直径称为等表面积球当量径：与颗粒具有相同表面积与体积之比，即具有等体积比表面积的球的直径称为等比表面积球当量径。

2、填充率ψ：

空隙体积占粉体填充体积的比率。 3、粒度：

粒度是表示颗粒尺寸大小的几何参数，是颗粒在空间范围所占大小的线性尺度。 4、分离效率：

分离后获得某种颗粒成分的质量与分离前粉体中所含该成分的质量之比。 5、最频粒径：

最频粒径以 Dmo表示。在频率颁分布坐标图上，纵坐标最大值所对应的粒径，便是最频粒径，即在颗粒群中个数或质量出现概率最大的颗粒粒径。

6、标准偏差：

标准偏差以σ表示，几何标准偏差以σg 表示。它是最常采用的表示粒度频率分布离散程度的参数，其值越小，说明分布越集中。

7、混合：

粉体的混合，是指两种或两种以上组分，按不同的目的，用选定的混合机均匀地混合在一起，其过程称为混合，产品称为混合物。

8、滤饼过滤：

悬浊液的浓度相当高，在过滤介质表面上形成的滤饼中，如有1％以上的固体颗粒，约占3％-20％的体积起过滤介质作用者称为滤饼过滤。

9、机械力化学反应：

机械力与光、电、磁、热、辐射等形式的能量一样，也可引起物质化学性质的变化，这种由机械力诱发的物质的化学反应称为机械力化学反应。 二、简答题（共57分）

1、简述颗粒层填充结构的影响因素。（5分） 答案要点：

影响颗粒层填充结构的主要因素有壁效应、局部填充结构、物料的含水量、颗粒形状、粒度大小等。（1个因素1分）

2、简述防止结拱的措施。（6分）

1

(l)改善料仓的几何形状及其尺寸；(2分) (2)降低料仓粉体压力；(2分) (3)减小料仓壁摩擦阻力。(2分) 3、简述质量流的优点。（6分）

（1）避免了粉料的不稳定流动、沟流和溢流。（1分） （2）消除了筒仓内的不流动区。（1分）

（3）形成了先进先出的流动，最大限度地减少了存贮期间的结块问题、变质问题或偏析问题。（1分）

（4）颗粒的偏析被大大地减少或杜绝。（1分）

（5）颗粒料的密度在卸料时是常数，料位差对它根本没有影响。这就有可能用容量式供料装置来很好地控制颗粒料，而且还改善了计量式喂料装置的性能。（1分）

（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，流动的边界将可预测，因此可以很有把握地用静态流动条件进行分析。（1分）

4、解释频率分布和累积分布，并说明它们之间的关系。（8分） 频率分布：在粉体样品中，某一粒度大小(用Dp表示)或某一粒度大小范围内(用△Dp表示)的颗粒(与之相对应的颗粒个数为np)在样品中出现的质量分数(%)，即为频率，用f ( Dp)或f (△Dp)表示。(3分)

累积分布：把颗粒大小的频率分布按一定方式累积，便得到相应的累积分布。(3分) 关系：微分与积分的关系。(2分) 5、简述混合过程并画出典型曲线。（8分）

混合过程一般如图曲线所示。在前期进行迅速地混合，达到最佳混合状态后，要向反方向变化，使混合状态变劣，混合与偏析一正一反，反复进行，一般再也不能达到最初的最佳混合状态。后期的混合过程称为逆混合，这是产生粉体凝聚（粒化），静电效应的条件，也是造成逆混合的原因。(4分)

右图为典型曲线。(4分) 6、简述湿式分级优缺点。（6分） 湿式分级的优点为：

(l) 微细颗粒在液体中易分散，分级精度高；（1分） (2) 沉降速度小，现象变化迟缓，分级范围狭窄；（1分） (3) 以稀料浆状态处理，供料输送等操作简便。（1分） 缺点：

(l) 分级产物为湿状，为制得干粉要有干燥过程，往往形成干燥固结；（1分） (2)因沉降速度小，单位面积产量低；（1分）

(3)对于可溶解于分散介质的物质和易变质的物质不适用。（1分） 7、防止偏析的方法。（6分）

（1）在加料时，采取某些能使输人物料重新分布和能改变内部流动模式的方法。（1分） （2）在卸料时，通过改变流动模式以减少偏析的装置。（1分） （3）采用细高料仓（1分）

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（4）采用垂直档板（1分）

（5）在料仓中设置中央孔管（1分） （6）采用侧孔卸料（1分） 8、造粒方法都有哪些？（6分） （1）凝聚造粒法（1分） （2）挤压造料法（1分） （3）压缩造粒法（1分） （4）破碎造粒法（1分） （5）熔融造粒法（1分） （6）喷雾造粒法（1分）

9、说明Horsfield 最紧密堆积。（6分）

当一种以上的等尺寸球被填充到最紧密的六方排列的空隙中时，空隙率是随着较小球与最初大球的尺寸比值而变化的。（2分）空隙率随着四方孔隙中较小球的数目的增加而减小。实际上并不总是这样的，因为在三角形孔隙中，球的数目是不连续的。（2分）当三角形空隙中球的尺寸比为 0 . 1716 时，最小空隙率为 0 . 1130 ，这样的排列叫做 Hudson 堆积。（2分） 三、问答题（共25分）

1、论述莫尔圆与粉体层的对应关系。（13分）

如果将x, y 轴取在主应力面上，则可写出下式：

3

评分标准：图8分（每个图4分），公式5分（各1分）。 2、推导詹森（Janssen）公式。（12分）

詹森方程式是计算料仓内静粉体压的理论式之一，在粉体料仓设计标准中，作为设计粉体压的基本计算公式得到了广泛的应用。

前提假设:

（l）容器内的粉体层处于极限应力状态； （2）同一水平面的铅垂压力恒定；

（3）粉体的物性和填充状态均一，因此内摩擦系数为常数。

评分标准：图3分，前提假设3分，公式推导6分。

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