【正文】 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 。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 ?顆粒的團聚和分散 ?粉體的濕潤特性 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 …… ? —— 兩個極端填充狀態(tài)： ?最疏 —— 避免料倉結(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)計所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?松動堆積密度 在重力作用下慢慢沉積后的堆積 （ 自然堆積 ） ； ?緊密堆積密度 通過機械振動所達到的最緊密堆積 （ 強制堆積 ） 。 , 1BABAP?????, 1BTBTP?????23 24 松動堆積空隙率 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)計所 劉鳳霞 分布寬度對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) 。 ?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)計所 劉鳳霞 空間特征的計算結(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)計所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?實際填充結(jié)構(gòu) ?填充時 ， 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 。 若保持原先填充狀態(tài) ， 接觸點上殘留堿性醋酸鉛的白色斑點 。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)計所 劉鳳霞 粉體填充與堆積特性 ?Bernal amp。 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)計所 劉鳳霞 隨機堆積計算方法（公式）比較（經(jīng)驗關(guān)聯(lián)）。 顆粒間的空隙亦相應(yīng)地減小 。 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)計所 劉鳳霞 29 常用于表征粉體的可壓縮性和流動性 ,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)計所 劉鳳霞 ?粉體的可壓縮性 ?實驗結(jié)果表明 : ☆ 較粗顆粒的 HR值較小 （ ） ☆ 細顆粒的 HR值較大 （ ） ☆ 極細顆粒具有較高的 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 33 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞 顆粒間的附著力 ?固體顆粒容易聚集在一起 ， 尤其是細顆粒 —— 顆粒之間存在附著力 ?粉體的摩擦特性 、 流動性 、 分散性 、 壓制性等 ?分子間的范德華力 ?顆粒間的范德華力 ?附著水分的毛細管力 ?顆粒間的靜電力 ?磁性力 ?顆粒表面不平引起的機械咬合力 34 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞 顆粒間的附著力 ?分子間的范德華力 (van der Waals interaction force)來源： 取向力 、 誘導(dǎo)力 和 色散力 ?取向力 二個極性分子的固有偶極將同極相斥而異極相吸 ， 定向排列 ， 產(chǎn)生分子間的作用力 ?誘導(dǎo)力 非極性分子在極性分子的固有偶極的作用下 ，發(fā)生極化 ， 產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極 ， 然后誘導(dǎo)偶極與固有偶極相互吸引而產(chǎn)生分子間的作用力 ?色散力 非極性分子之間 ， 由于組成分子的正 、 負微粒不斷運動 ， 產(chǎn)生瞬間正 、 負電荷重心不重合 ， 出現(xiàn)瞬時偶極 ， 瞬時偶極間的作用力 ?分子間的斥力 35 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞 顆粒間的附著力 ?分子間的范德華力 (van der Waals interaction force)來源： 色散力 、 誘導(dǎo)力 和 取向力 ?極性分子間有色散力 ， 誘導(dǎo)力和 取向力 ； ?極性分子與非極性分子間有色散力和 誘導(dǎo)力 ； ?非極性分子間只有 色散力 。 ?P19 表 111 一些分子間相互作用常數(shù) 36 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞 顆粒間的附著力 ?分子間的范德華力 (van der Waals interaction force) ?取向引力勢能 （ 兩極性分子 ） 2212623ddppUk T r???190 分子物理理論 6ddUr ?? ?Boltzmann constant k = R/NA = / 1023 = 1023J/K 37 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞 ?分子間的范德華力 (van der Waals interaction force) ?誘導(dǎo)引力勢能 （ 一 極性分子 與一 非極性分子 ） 221 2 2 16d i dp a p aUr????191 α1, α2－兩分子的極化強度 顆粒間的附著力 6d idUr?? ?38 粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞 ?分子間的范德華力 (van der Waals interaction force) ?色散引力勢能 （ 兩非極性分子 ） 6212121)(23rIIIIU d i s p?????電離能 顆粒間的