粉體工程學(xué)作為一門跨行業(yè)、跨學(xué)科的綜合性科學(xué),對開發(fā)和生產(chǎn)各種新型粉體材料以及推動新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。掌握粉體工程及其相關(guān)設(shè)備技術(shù)是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。本書從顆粒學(xué)和粉體學(xué)的基本知識出發(fā),分別介紹了粉體的幾何性質(zhì)、堆積和填充性質(zhì)以及粉體分級、分離、混合、造粒、輸送、儲存、計量等相關(guān)的單元操作與特性,并詳細(xì)介紹了相應(yīng)設(shè)備的構(gòu)造、工作原理、性能和應(yīng)用特點。本書第四版基于第三版進行了大量修訂,包括章節(jié)和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、內(nèi)容的補充、更新和精簡,旨在反映近年來粉體工程與設(shè)備領(lǐng)域的新進展和新成就。
全書內(nèi)容豐富,整合了近年來粉體工程學(xué)科的新理論和技術(shù)成果。本書不僅注重理論體系的系統(tǒng)性和完整性,而且在工程應(yīng)用方面強調(diào)通俗易懂和實用性,突出粉體工程的實際操作性和實踐意義。本書既適合粉體材料、粉體工程、無機非金屬材料以及化工、建材等相關(guān)行業(yè)的工程技術(shù)人員、科研人員閱讀參考,也可作為大專院校相關(guān)專業(yè)的教材或教學(xué)參考書。
第1章概述1
1.1粉體工程的基本概念1
1.1.1粉體的定義1
1.1.2粉體的尺度1
1.1.3粉體的形態(tài)1
1.1.4粉體的某些奇異特性2
1.1.5粉體工程與顆粒學(xué)2
1.2粉體工程的發(fā)展2
1.3粉體工程的研究內(nèi)容3
1.4與粉體工程有關(guān)的產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域3
1.4.1與粉體技術(shù)有關(guān)的研究領(lǐng)域3
1.4.2與粉體主要生產(chǎn)工藝有關(guān)的產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域3
第2章粉體的粒度分析及測量5
2.1粉體的分類5
2.2粉體的粒度7
2.2.1單顆粒的二軸徑與三軸徑7
2.2.2單顆粒的統(tǒng)計平均徑8
2.2.3單顆粒的當(dāng)量徑8
2.2.4粉體顆粒群的平均粒徑9
2.3顆粒形狀因數(shù)10
2.3.1顆粒的扁平度和伸長度11
2.3.2表面積形狀因數(shù)和體積形狀因數(shù)11
2.3.3球形度φc(Carmann形狀因數(shù))11
2.4粉體的粒度分布12
2.4.1頻率分布12
2.4.2累積分布14
2.4.3頻率分布和累積分布的關(guān)系14
2.4.4表征粒度分布的特征參數(shù)15
2.4.5粒度分布函數(shù)16
2.5粉體粒度測量技術(shù)20
2.5.1沉降法20
2.5.2激光法23
2.5.3顆粒形狀的測定23
第3章粉體的填充與堆積特性26
3.1粉體的填充指標(biāo)26
3.2粉體顆粒的填充與堆積27
3.2.1等徑球體顆粒的規(guī)則填充27
3.2.2不同尺寸球形顆粒的填充29
3.2.3實際顆粒的堆積30
3.2.4不同尺寸顆粒的最緊密堆積31
第4章粉體的潤濕特性34
4.1粉體表面的潤濕34
4.2粉體層中的靜態(tài)液相35
4.2.1粉體顆粒間液橋力35
4.2.2液體在粉體層毛細(xì)管中的上升高度37
4.3粉體在液體介質(zhì)中的分散與調(diào)控38
4.3.1介質(zhì)調(diào)控38
4.3.2分散劑調(diào)控39
4.3.3機械攪拌分散40
4.3.4超聲分散40
4.4粉體潤濕的應(yīng)用40
第5章粉體的流變學(xué)42
5.1粉體的流變學(xué)性能42
5.1.1粉體的內(nèi)摩擦角42
5.1.2安息角47
5.1.3壁摩擦角和滑動摩擦角48
5.1.4運動角48
5.2粉體壓力計算48
5.2.1粉體的側(cè)壓力系數(shù)48
5.2.2筒倉內(nèi)部的粉體壓力分布49
5.2.3料斗內(nèi)部的粉體壓力分布50
5.3粉體的重力流動52
5.3.1孔口流出52
5.3.2粉體在料倉中的流動模式53
5.4料倉內(nèi)粉體的流動分析54
5.4.1流動特性參數(shù)54
5.4.2流動與不流動的判據(jù)58
5.5整體流料倉的設(shè)計60
5.5.1料倉的容積及儲存量60
5.5.2料倉的卸料口徑61
5.6粉體結(jié)拱及防拱與破拱措施62
5.6.1結(jié)拱產(chǎn)生的原因62
5.6.2結(jié)拱類型62
5.6.3防拱及破拱措施62
5.7粉體儲存和流動時的偏析64
5.7.1粉體偏析的機理64
5.7.2防止偏析的方法65
第6章粉碎過程及設(shè)備67
6.1粉碎的基本概念67
6.1.1粉碎67
6.1.2粉碎比67
6.1.3粉碎級數(shù)68
6.1.4粉碎產(chǎn)品的粒度特性68
6.2與粉碎相關(guān)的物料物性68
6.2.1強度68
6.2.2硬度69
6.2.3易碎(磨)性70
6.3材料的粉碎機理71
6.3.1Griffith強度理論71
6.3.2斷裂71
6.3.3粉碎方式及粉碎模型72
6.3.4混合粉碎和選擇性粉碎74
6.3.5粉碎功耗74
6.3.6粉碎速度論簡介76
6.4脆性材料的破碎機械78
6.4.1顎式破碎機78
6.4.2圓錐式破碎機87
6.4.3輥式破碎機92
6.4.4錘式破碎機95
6.4.5反擊式破碎機97
6.4.6籠式粉碎機106
6.5韌性材料的粉碎機械107
第7章粉磨過程及設(shè)備109
7.1粉磨工藝流程109
7.1.1開路粉磨工藝109
7.1.2閉路粉磨工藝109
7.1.3分別粉磨工藝110
7.1.4串聯(lián)粉磨工藝111
7.1.5聯(lián)合粉磨工藝112
7.1.6中卸循環(huán)粉磨工藝113
7.2球磨機114
7.2.1概述114
7.2.2球磨機的類型114
7.2.3研磨體粉碎物料的基本作用116
7.2.4球磨機的構(gòu)造116
7.2.5研磨體運動分析128
7.2.6磨機主要參數(shù)129
7.3立式磨133
7.3.1輪碾機133
7.3.2MPS立式磨135
7.3.3雷蒙磨135
7.4振動磨137
7.4.1振動磨的類型137
7.4.2構(gòu)造和工作原理137
7.4.3振動分析138
7.4.4技術(shù)參數(shù)140
7.4.5振動磨的特點141
7.5高壓輥式磨機141
7.5.1結(jié)構(gòu)及工作原理141
7.5.2輥壓機的主要參數(shù)142
7.6超細(xì)粉碎機械143
7.6.1攪拌磨143
7.6.2膠體磨146
7.7高速機械沖擊式磨機147
7.7.1超細(xì)粉碎機147
7.7.2噴射粉磨機149
7.8氣流粉碎機149
7.8.1扁平式氣流磨149
7.8.2循環(huán)管式氣流磨150
7.8.3靶式氣流磨151
7.8.4對噴式氣流磨152
7.8.5流化床對噴式氣流磨153
第8章粉碎機械力化學(xué)及設(shè)備155
8.1粉碎機械力化學(xué)概述155
8.2粉碎機械力化學(xué)作用及機理155
8.2.1粉碎平衡156
8.2.2晶體結(jié)構(gòu)的變化157
8.3粉碎機械力化學(xué)的應(yīng)用162
8.3.1粉體材料的機械力化學(xué)改性162
8.3.2機械力化學(xué)法制備納米金屬、非晶態(tài)金屬及合金163
8.3.3機械力化學(xué)法制備新型材料164
8.3.4機械力化學(xué)在水泥、混凝土生產(chǎn)中的應(yīng)用165
8.4高能球磨工藝167
8.4.1高能球磨設(shè)備167
8.4.2影響高能球磨效率及機械力化學(xué)作用的因素168
第9章顆粒流體力學(xué)170
9.1兩相流的基本性質(zhì)170
9.1.1兩相流的濃度170
9.1.2兩相流的密度171
9.1.3兩相流的黏度171
9.1.4兩相流的比熱容和熱導(dǎo)率172
9.2顆粒在流體中的運動172
9.2.1顆粒的受力172
9.2.2顆粒在流體中的運動方程174
9.3顆粒的重力沉降175
9.3.1沉降末速度(終端沉降速度)175
9.3.2沉降末速度的修正177
9.4離心沉降178
9.5流體通過顆粒層的透過流動179
9.5.1透過流動的流量與阻力的關(guān)系179
9.5.2透過流動的應(yīng)用180
9.6顆粒的懸浮運動181
第10章粉體分離及設(shè)備183
10.1氣固分離設(shè)備183
10.1.1收塵效率及收塵器的種類183
10.1.2旋風(fēng)收塵器184
10.1.3袋式收塵器190
10.1.4顆粒層收塵器198
10.1.5電收塵器198
10.1.6氣固分離技術(shù)的發(fā)展趨勢205
10.2液固分離設(shè)備207
10.2.1水力旋流器207
10.2.2壓濾機209
10.2.3噴霧干燥器214
第11章粉體分級及設(shè)備222
11.1分級和分離理論222
11.1.1分離效率222
11.1.2分級粒徑(切割粒徑)223
11.1.3分級精度223
11.1.4分級效果的綜合評價224
11.2篩分設(shè)備224
11.2.1概述224
11.2.2回轉(zhuǎn)篩226
11.2.3搖動篩228
11.2.4振動篩229
11.3粗分級機234
11.4離心式選粉機235
11.5旋風(fēng)式選粉機236
11.6MDS型組合式選粉機238
11.7O-Sepa選粉機239
11.8Sepax選粉機241
11.9超細(xì)分級原理及設(shè)備241
11.9.1超細(xì)分級原理241
11.9.2干式分級和濕式分級243
11.9.3超細(xì)分級設(shè)備244
11.9.4超細(xì)分級的有關(guān)問題252
第12章粉體混合及設(shè)備254
12.1粉體的混合與評價254
12.1.1概述254
12.1.2混合機理254
12.1.3混合效果評價255
12.1.4混合過程與混合速度256
12.2大顆粒粉體的均化256
12.2.1均化堆場256
12.2.2均化堆場的堆料機和取料機258
12.3粉料的混合261
12.3.1粉料混合設(shè)備的分類261
12.3.2螺旋式混合機262
12.3.3雙層高效混合機263
12.3.4槳葉式混合機264
12.3.5行星式混合機265
12.4粉料漿體的混合266
12.4.1水平槳式攪拌機266
12.4.2行星式攪拌機266
12.4.3旋槳式攪拌機267
12.5影響粉體混合的因素268
12.5.1物料的物理性質(zhì)268
12.5.2混合機結(jié)構(gòu)形式268
12.5.3操作條件269
第13章粉體造粒及設(shè)備270
13.1粉體的凝聚機理270
13.2壓縮造粒270
13.3擠出造粒271
13.4滾動造粒272
13.5噴漿造粒273
13.6流化造粒275
第14章粉體輸送設(shè)備277
14.1膠帶輸送機277
14.1.1膠帶輸送機的構(gòu)造277
14.1.2膠帶輸送機的應(yīng)用287
14.1.3膠帶輸送機的選型計算289
14.2鏈板輸送機297
14.2.1板式輸送機297
14.2.2刮板輸送機298
14.2.3埋刮板輸送機298
14.2.4FU型鏈?zhǔn)捷斔蜋C303
14.3空氣輸送斜槽304
14.3.1構(gòu)造及工作原理304
14.3.2應(yīng)用與特性305
14.3.3主要參數(shù)的選擇與計算305
14.4螺旋輸送機306
14.4.1螺旋輸送機構(gòu)造306
14.4.2螺旋輸送機的應(yīng)用308
14.4.3螺旋輸送機選型計算309
14.5螺旋式氣力輸送泵312
14.5.1結(jié)構(gòu)及工作原理312
14.5.2主要參數(shù)313
14.6倉式氣力輸送泵314
14.6.1構(gòu)造及工作原理314
14.6.2性能317
14.7斗式提升機317
14.7.1斗式提升機構(gòu)造317
14.7.2斗式提升機的裝載和卸載方式322
14.7.3斗式提升機的應(yīng)用324
14.7.4斗式提升機的選型及使用注意事項324
14.8氣力提升泵325
14.8.1構(gòu)造及工作原理325
14.8.2氣力輸送系統(tǒng)的主要參數(shù)326
第15章粉體喂料及計量設(shè)備329
15.1有撓性牽引構(gòu)件的喂料設(shè)備329
15.1.1帶式喂料機329
15.1.2板式喂料機330
15.2轉(zhuǎn)動式喂料機330
15.2.1螺旋喂料機330
15.2.2輥筒喂料機331
15.2.3葉輪喂料機331
15.2.4圓盤喂料機332
15.3振動式喂料機332
15.3.1慣性振動喂料機332
15.3.2電磁振動喂料機334
15.4計量設(shè)備338
15.4.1恒速式定量秤338
15.4.2調(diào)速式定量秤340
15.4.3螺旋式計量秤342
15.4.4沖擊式流量計342
15.4.5溜槽式流量秤343
15.4.6核子秤343
第16章粉塵的危害與防護346
16.1概述346
16.1.1粉塵的來源346
16.1.2粉塵的分類346
16.1.3粉塵的性質(zhì)及其危害347
16.2粉塵對呼吸系統(tǒng)的影響348
16.2.1顆粒在呼吸系統(tǒng)的穿透、沉積348
16.2.2攝入顆粒的臨界值350
16.2.3粉塵致病的機理351
16.2.4粉塵防護352
16.3粉塵爆炸及防護353
16.3.1粉塵爆炸的基本概念353
16.3.2粉塵爆炸的特點354
16.3.3粉塵爆炸機理及發(fā)生爆炸的條件355
16.3.4粉塵爆炸的影響因素356
16.3.5粉塵爆炸的防護359
參考文獻(xiàn)362
附錄364
附錄1單位換算表364
附錄2重要數(shù)值和換算式365
附錄3水和空氣的黏度系數(shù)365
附錄4標(biāo)準(zhǔn)篩比較表366