【正文】 124 上式近似為 , 3KaFe r e p D??1125 范德華力 70 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 顆粒間的附著力 ?顆粒間的范德華力 / 表面粗糙度的影響 ?當(dāng)顆粒表面比較粗糙時(shí)，顆粒間的范德華力為 0039。 background 60 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 顆粒間的附著力 61 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 220 0 0( 1 ) ( 1 )1 2 2 1 2 2p p g sA D a B D aUZ D Z Z D???? ? ? ? ?a－顆粒變形后的接觸面積； D－顆粒的接觸直徑。 這樣增加了顆粒間的接觸面積 。 結(jié)果見圖 116。 顆粒間的附著力 ?顆粒間的范德華力 / 吸附氣體的影響 55 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 gpmmgP CMMddAB ,216???1110 ppmmggmmgpmm CCC , ?1111 進(jìn)一步可以獲得氣體吸附常數(shù) B的計(jì)算式為： 顆粒間的附著力 ?顆粒間的范德華力 / 吸附氣體的影響 56 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 21213021212000612 ddddZBddddZAZUFgpppa??????????1112 )21(000AZBFFv d wa ??1113 顆粒間的附著力 ?顆粒間的范德華力 / 吸附氣體的影響 ?吸附環(huán)境氣體后的范德華力表達(dá)式： 1101式 57 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 計(jì)算由于吸附氣體后對(duì)于范德華力的增強(qiáng)作用 。 ?對(duì)于不同材料的顆粒 ， 其 Hamaker常數(shù)取各自常數(shù)的幾何平均 1100 48 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 顆粒間的附著力 顆粒－顆粒 Hamaker常數(shù) A/eV 顆粒－顆粒 Hamaker常數(shù) A/eV 真空 水 真空 水 AuAu MgOMgO AgAg KClKCl CuCu CdsCds 金屬－金屬 — Al2O3 Al2O3 — CC H2OH2O — SiSi PolystyrenePolystyrene GeGe 表 113 一些顆粒系數(shù)在真空和水中的 Hamaker常數(shù)值 P19 49 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 顆粒間的附著力 ?顆粒間的范德華力 / Hamaker理論 ?顆粒間的引力 ， 即顆粒間的范德華力為 00 1220 0 1 212ppv d wU ddAFZ Z d d?? ? ? ???1101 約定負(fù)號(hào)表示引力 。 0 rdUrd??? ????195 42 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 64mmC ???6rCU mmmm ???????????????? ???????? ???6124rrU mm查表計(jì)算獲得 顆粒間的附著力 196 193 194 43 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 顆粒間的附著力 ?顆粒間的范德華力 顆粒無極性，構(gòu)成顆粒（顆粒表面）的分子或原子的電子運(yùn)動(dòng)，顆粒將有瞬時(shí)偶極 —— 顆粒間的范德華力 ?Hamaker理論 ?吸附氣體的影響 ?顆粒變形的影響 ?表面粗糙度的影響 44 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 顆粒間的附著力 ?顆粒間的范德華力 / Hamaker理論 引力勢(shì)能理論 + 能量疊加原理 45 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 ? ??1 22121 ddV Vmm0pp VVUnnUparticles Molecular density 顆粒間的附著力 ?顆粒間的范德華力 / Hamaker理論 ?勢(shì)能疊加原理 (Hamaker將構(gòu)成兩顆粒的所有分子或者原子間的引力勢(shì)能積分來計(jì)算兩顆粒間的引力勢(shì)能 ) 197 46 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 ?顆粒間的范德華力 / Hamaker理論 ?將 197式進(jìn)行積分運(yùn)算后得顆粒間的引力勢(shì)能計(jì)算式： 0 120 1 212ppddAUZ d d???顆粒間的附著力 198 顆粒間距，通常取為 4 0AA為 Hamaker常數(shù) 2 12 mmA n n C??47 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 221112 AAA ?顆粒間的附著力 ?顆粒間的范德華力 / Hamaker理論 ? A的值與顆粒材料 、 所處環(huán)境 （ 如真空 、 水 、 空氣等 ）有關(guān) 。 ?實(shí)驗(yàn)證明 ， 對(duì)大多數(shù)分子來說 ， 色散力是主要的；只有偶極矩很大的分子 (如水 )， 取向力才是主要的；而誘導(dǎo)力通常是很小的 。 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 流動(dòng)性 良好流動(dòng)性 流動(dòng)性好 流動(dòng)性差 不流動(dòng) 團(tuán)聚性 不團(tuán)聚 輕微團(tuán)聚性 強(qiáng)團(tuán)聚性 極強(qiáng)的團(tuán)聚性 例如：花椒粉，當(dāng) C30%時(shí)倒不出來。 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 。 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 。 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) 。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。 ?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 。 ?研究粉體堆積特性的一個(gè)重要指標(biāo) 。 ,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