【正文】 第二講 粉體的描述 粉體的粒子學(xué)特性包括 粉體粒徑 、 粒徑分布 、粒子形狀 、 密度 、 流動(dòng)性 、 堆積密度 、 比表面積 等 。 2 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 第二講 粉體的描述 ?粉體粒度分布的數(shù)學(xué)描述 ?粒度測(cè)量方法及其選擇 ?粉體填充與堆積特性 ?粉體中顆粒間的附著力 ?顆粒的團(tuán)聚和分散 ?粉體的濕潤(rùn)特性 3 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?粉體填充結(jié)構(gòu) —— 顆粒在空間中的排列狀態(tài) ? —— 力學(xué) 、 電學(xué) 、 傳熱學(xué) 、 流體透過 …… ? —— 粒度 、 形狀 、 顆粒間相互作用力 …… ? —— 兩個(gè)極端填充狀態(tài)： ?最疏 —— 避免料倉(cāng)結(jié)拱 ?最密 —— 造粒 4 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?堆積 /容積密度 ?填充率 ?孔隙率 ?配位數(shù) ?可壓縮性 B??Pk?5 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?粉體的堆積 /容積密度 ?單位堆積體積的粉體的質(zhì)量 ， 也叫做視密度 ，粉體的質(zhì)量 M除以粉體的堆積體積 VB BBMV? ?21 B?形狀、尺寸、尺寸分布、堆積方式 6 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?松動(dòng)堆積密度 在重力作用下慢慢沉積后的堆積 （ 自然堆積 ） ； ?緊密堆積密度 通過機(jī)械振動(dòng)所達(dá)到的最緊密堆積 （ 強(qiáng)制堆積 ） 。 ,BA?,BT?7 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 100mL 防止顆粒團(tuán)聚 松動(dòng)堆積測(cè)量 緊密堆積測(cè)量 8 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 堆積方式對(duì)小顆粒影響大 9 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 PVC比較特殊 10 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?填充率 ?顆粒體積占粉體堆積體積的比率 = PBBPVV??????堆積的顆粒體積 粉體填充體積 11 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?粉體堆積的空隙率 ?空隙體積占粉體堆積體積的比率 ， 亦即顆粒間的空隙體積 Vv 除以粉體的堆積體積 VB 11v BBPVV????? ? ? ? ?22 ?= PBBPVV?????堆積的顆粒體積 粉體填充體積 12 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 堆積空隙率 取決于顆粒的形狀 、 顆粒的尺寸與尺寸分布及粉體的堆積方式 。 , 1BABAP?????, 1BTBTP?????23 24 松動(dòng)堆積空隙率 緊密堆積空隙率 粉體填充與堆積特性 13 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 14 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 15 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 分布寬度對(duì)空隙率具有較為明顯的影響 粉體填充與堆積特性 16 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?顆粒的配位數(shù) ?粉體堆積中 ， 與某一考察顆粒相互接觸的顆粒數(shù) 。 ?研究粉體堆積特性的一個(gè)重要指標(biāo) 。 ?均一球形顆粒在平面上的排列作為基本層 ☆ 正方形排列層 ☆ 單斜方形 /六方系排列層 17 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 正方形排列層 均一球形顆粒的基本排列層 等邊三角形 /菱形 /六邊形排列層 18 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 19 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 20 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 21 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 空間特征的計(jì)算結(jié)果 粉體填充與堆積特性 22 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?實(shí)際填充結(jié)構(gòu) ?填充時(shí) ， 受顆粒碰撞 、 回彈 、 顆粒間相互作用力及容器壁的影響不能規(guī)則填充 。 ?Smith等人將 80～ 130mm的燒杯中 ， 注入 20%醋酸水溶液后 ， 十分小心地倒掉溶液 。 若保持原先填充狀態(tài) ， 接觸點(diǎn)上殘留堿性醋酸鉛的白色斑點(diǎn) 。從與容器不接觸的鉛彈中計(jì)數(shù) 900～ 1600個(gè)球 ，得到平均空隙率～平均配位數(shù)的關(guān)系： 23 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?實(shí)際填充結(jié)構(gòu) 24 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 dP= ，自然投入堆積，實(shí)驗(yàn)測(cè)量可以與表 22計(jì)算結(jié)果相比較。一致，非常吻合！ 25 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?Bernal amp。 Mason測(cè)定與所觀察顆粒完全接觸的顆粒 ， 及比較近接觸的顆粒 ， 方法同 Smith， 鋼球直徑 ， 1000～5000個(gè)填入容器 ， 浸滿墨汁后取出 ， 干燥后如圖示兩類斑點(diǎn) 。 26 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 27 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 隨機(jī)堆積計(jì)算方法（公式）比較（經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)）。 28 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 ?粉體的可壓縮性 ?當(dāng)粉體在松動(dòng)堆積狀態(tài)受到壓縮作用時(shí) ， 其堆積體積將減小 。 顆粒間的空隙亦相應(yīng)地減小 。 粉體的可壓縮性跟其堆積狀態(tài)有關(guān) ， 用以表征粉體的可壓縮性 。 定義如下： , , ,10 0 10 0 1B A B T B AB A B TVVCV?????? ? ?????28 VB,A VB,T 粉體填充與堆積特性 29 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 29 常用于表征粉體的可壓縮性和流動(dòng)性 ,BTBAHR???粉體填充與堆積特性 ?粉體的可壓縮性 ?粉體緊密堆積密度和松動(dòng)堆積密度之比 ， 稱為 粉體 Hausner比值 30 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 ?粉體的可壓縮性 ?實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 : ☆ 較粗顆粒的 HR值較小 （ ） ☆ 細(xì)顆粒的 HR值較大 （ ） ☆ 極細(xì)顆粒具有較高的 HR值 （ 2） 根據(jù) 圖 22可以發(fā)現(xiàn) ,顆粒尺寸增加 ,堆積密度相差變小 。 粉體填充與堆積特性 31 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 210 , , ,,1 0 0 1 0 0 1B A B T B AB A B TBTBAVVCVHR????? ???? ? ?? ??? ???????11 0 0 1CHR???? ????粉體的可壓縮性和 Hausner比值的關(guān)系為 28 29 32 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計(jì)所 劉鳳霞 粉體的可壓縮性、團(tuán)聚性和流動(dòng)性與 HR值的關(guān)系 特征指標(biāo) 較粗顆粒 較細(xì)顆粒 細(xì)顆粒 極細(xì)顆粒 Hausner比值 ~ ~ 可壓縮性 （ ％ ） 15 15~30 30~50 50