粉体工程学试卷以及答案(1)
一、名词解释（2分/小题，共18分）
1.粉体：粉体是由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。
2.三轴平均径：以颗粒的长度、宽度、高度定义的粒度平均值称为三轴平均径。（算法有三种：算术平均径、几何平均径和调和平均径）
3.球体积当量径：与颗粒体积相同的球的直径为球体积当量径。
4.液体桥：粉体颗粒间隙之间存在的液体，称为液体桥。（常见的是水。）
5.毛细管力：是指液体表面张力的收缩作用将引起对两颗粒间的牵引力。
6.粉尘爆炸：可燃性物质细粉在空气中扩散形成尘云，起火后迅速燃烧的现象称为粉尘爆炸。
7.安息角：安息角是粉体粒度较粗的状态下由自重运动所形成的角。
8.偏析：粉体流动时，由于粒径、密度、形状等差异，组成呈现出不均质的现象。
9.筛分法：筛分法是使物料通过一组有序的不同筛孔尺寸的（标准）筛子来测试粒度并进行大小分级的方法。（求得相应的质量百分比。）
二、填空（1分/空，共60分）
1.粉体中颗粒常见的附着力有范德华引力（分子间引力）、库仑力（电荷异性引力）、毛细管力、磁性力、机械咬合力等。
2.昆虫能在水面上爬行，荷叶上的水滴呈圆球状，这是张力在起作用。
3.影响一种材料强度大小的因素有_成分、时间（效应）、温度、水分等。
4.分级（分离）的原理或方式有惯性式、重力式、离心式、湿法（水）、电式_等。（*回答“磁”、“物理分离”、“超声波”或“迅速分级原理”、“减压分级原理”……；也给分）
5.根据颗粒间液体量的多少，有四种类型的液相静态：摆动状态、链索状态_、毛细管状态_、_浸渍状态_。
6.工业用筛按运动形式大致可分为振动筛_、摆动筛两类。
7.防护粉尘爆炸的方法有_封闭_、泄爆、隔爆等。
8.粉尘爆炸须具备的三个条件是尘云、空气_、火源。
9.粉体在重力作用下自料仓流出的形式有质量流_和漏斗流_两种。
10.影响颗粒填充的因素有壁效应_、局部填充、形状、粒度大小等。
11.计算料仓内粉体压力公式叫詹森公式。
12粉体自容器底部孔口流出时，流速与粉体层高度无关，这被称做砂时计原理。
13.液体流动的状态一般分为层流、过渡（中间）流、湍流_。
14.求颗粒沉降速度的方法有“试差法”和“图表法”（或，直接“测试法”）。
15.颗粒沉降分自由沉降和干扰沉降。
16.“鱼钩效应”是由于超细粉末的_团聚_引起的，它严重影响了分级精度。
17.研究机械能与化学能相互转化的边缘学科叫机械力化学_。
18.混合物的均匀度和混合度_是表示混合机分散度的指标。
19.用过滤介质捕集分离流体中颗粒的操作称为_过滤__。
20.分数维的意义是，分数维越大，曲线则越粗糙，填充空间的能力则越_强。
21.粉体拱的类型有：压缩拱、楔性（形）拱、粘结粘附拱、气压平衡拱。
22.裂纹越长、越多，需要破碎的能量就越_少_。
23.造粒方法有_挤压法、凝聚法_、压缩法、喷雾法_等。
24.表示粒度分布的方法有：表格法、_图形法和函数法。
25.激光法测试粒度时，“消光法”中消光度与该物质的浓度、厚（长）度成正比；“散射法”中颗粒越小，散光的衍射角就越_大_。
26.火花探测和_熄灭系统_是消除点火源的有效途径。灭火系统会在探测到点火源后，用适量的水雾将火花熄灭。
三、回答下列问题（5分/小题，共15分）
1. 简述测量颗粒大小的电传感法（电阻法）原理
答：在导电液体中，当颗粒在通过“隔板”微孔的瞬间，使孔两端的电阻发生变化。
电阻的大小与颗粒的体积成正比。当不同粒径的颗粒连续通过小孔时，小孔两端将连续产生大小不同的电阻脉冲信号，通过对这些信号进行处理可得到粒度分布。
2. 简述颗粒床层中颗粒的粒度、空隙率、填充率、气流阻力和配位数的关系。
答：颗粒粒度越大，颗粒之间的空隙率就越大，填充率就越小，配位数就越小，气流通过的气流阻力就越小。
空隙率+填充率=1
（*一个关系一分，其他表述酌情给分）
3.简述粉体仓中粉体压力（应力）有什么特点。
答：一、粉体层压力与粉体高度无直接关系（如砂时计原理、拱的形成）。
二、粉体层垂直方向压力会转变为水平方向压力（或：主动应力与被动应力可转化）。
三、卸料会产生脉动压力。
四、由于粉体仓形状不同，会产生集中载荷。
五、压力饱和现象、动态超压现象等。
（*答对一条给2分）
四、设计题（7分）
常用“沉降法”初步分离矿石中的黄金。你如何用该法进行黄金提取设计（包括设备、工艺图示和步骤等）。（文字叙述不得超过100字）答：1.（使用破碎机）破碎；（2分）
2.（使用球磨机）粉磨；（2分）
3.在Hg试剂中进行初步的沉降分离;颗粒比重不同，沉降速度不同。（*使用水或其他试剂进行沉降，必须提及沉降速度的不同和容器高度）（2分）
4.回收利用废物；（其他1分）
5.造粒成型等。
（*答对一条给2分，其他表述酌情给分） (完)
粉体第2章作业题 1、证明：DnL·DLS=DnS2； DnL·DLS·DSV=DnV3 2、求：边长为a的正方形和正三角形片状颗粒的Feret径。 3、求边长为m的正方形片状颗粒的Martin径。 4、求底面直径为10，直径：高度=1：1的圆柱形颗粒的球形度。 5、用安德烈移液管测得某火力发电厂废气除尘装置所收集的二种烟灰的粒度分布情况如下表。 若服从R―R分布，试求：（1）分布特征参数De和n；（2）二种粉体何者更细？何者粒度分布更集中？ 第3章粉体的填充与堆积特性作业题 1、将粒度为D1＞D2＞D3的三级颗粒混合堆积在一起，假定大颗粒的间隙恰被次一级颗粒所充满，各级颗粒的空隙率分别为ε1=0.42，ε2=0.40，ε3=0.36，密度均为2780kg/m3。试求： （1）混合料的空隙率； （2）混合料的容积密度； （3）各级物料的质量配合比。 2、根据下表数据，按最密填充原理确定混凝土中砂子的粒径及各组分的配合比，并计算混凝土混合物的最大表观密度和最小空隙率。（已知：D碎石/D砂=D砂/D水泥） 粒径/mm 空隙率/% 密度/kg/m3 物料名称 碎石D1=32 48 2500 砂子D2 42 2650 水泥D3=0.025 50 3100 3、根据容积密度、填充率和空隙率的定义，说明： （1）；（2）；（3） 4、某粉体的比重为m，在一定条件下堆积的容积密度为其真密度的60%，试求其堆积空隙率。 5、某粉料100kg，在一定堆积状态下，其表观体积为0.05m3。求：该粉体的堆积密度、填充率和空隙率。（ρP=2800kg/m3） 6、已知：粉料（ρP=2700kg/m3）成球后ε=0.33，并测得料球含水量为13%（以单位质量干粉料计），试求料球的空隙饱和度ψs。 第4章作业题
1、中位粒径：D 50，在物料的样品中，把样品个数（或质量）分成相等两部分的颗粒粒径 2、壁效应：在接近固体表面的地方，粉料的随机填充存在局部有序。这种局部有序的现象是壁效应 3、粉碎平衡：当物料粉碎到一定程度时，物料在机械力作用下的粒度减小与已细化的微小颗粒再团聚达到平衡，物料粒度几乎不再变化的时候，称为粉碎平衡 4、摩擦角：由于颗粒间的摩擦力和内聚力而形成的角 5、相对可燃性：在可燃性粉末中加入惰性的非可燃性粉末均匀分散成粉尘云后，用标准点火源点火，使火焰停止传播所需要的惰性粉体最小加入量（%）称为相对可燃性 6、粉碎机械力化学：在固体物料粉碎过程中，设备施加于物料的机械力除了使物料粒度减小、比表面积增大外，还发生机械力与化学能的转化，使材料发生结构变化、物理化学变化。这种在机械力作用下锁诱发的物理、化学变化过程称为粉碎机械力化学。 另答案：研究粉碎过程中伴随的机械力化学效应的学科，应用粉体材料的机械力化学改性制备无机颜料制备纳米金属非晶态金属及合金制备新型材料 7、屈服轨迹：一组粉体样品在同一垂直应力条件下密实，然后在不同的垂直应力下，对每个粉体样品做剪切破坏试验，所得到的粉体破坏包络线称为该粉体的屈服轨迹 8、整体流：物料从料斗出口处全面积的泄出，全部物料都处于运动状态的流动。（料仓内整个粉体层能够大致均匀地下降流动，这种流动型称为整体流。这种流动常发生在带有相当陡峭而光滑的料斗内） 二．简答 1、表征粒度分布特征参数是什么？粉体的填充指标有哪些？ 特征参数：中位粒径D 50、最频粒径、标准偏差； 填充指标：容积密度、填充率、空隙率 2、等径球体随机填充的类型有哪些？ 1、等径球规则填充； 2、随机或不规则填充：随机密填充、随机倾倒填充、随机疏填充、 随机极疏填充；3、壁效应 3、写出几种实际颗粒的堆积规律（P27） 堆积规律：当仅有重力作用时，容器里实际颗粒的松装密度随着容器直径的减少和颗粒层高度的增加而减小。对于粗颗粒，较高的填充速度导致松装密度较小。但是对于像面粉那样的有粘聚力的细粉末，减慢供料速度可得到松散的堆积。 4、粉体层中液体有几种？各有何特点？ 1、粘附液：粘附在粉体物料的表面； 2、楔形液：滞留在颗粒表面的凹穴中或沟槽内；，即在颗粒间的切点乃至接近切点处形成鼓状的自由表面而存在的液体； 3、毛细管上升液：保存在颗粒间的间隙中； 4、浸没液：颗粒浸没的液体 5、粉体的润湿应用的典型实例，写两例。 1、表面涂覆或包裹：用硬脂酸钠改性MgO 粉体，在吸附层中的硬脂酸根离子的亲水基朝向水相，接触角减小，是粉体润湿性增强； 2、热处理：对陶瓷颗粒进行热处理可以提高金属对陶瓷的润湿性。通过热处理可以除去吸附在陶瓷表面的氧，以免金属氧化在界面形成氧化物阻止金属与陶瓷元素相互扩散。对陶瓷颗粒进行预热处理可以消除颗粒表面吸附的杂志和气体，提高润湿性。 6、粉体摩擦角具体包括哪些角度? 1 内摩擦角、 2 安息角、 3 壁面摩擦角和滑动摩擦角、 4 运动角 7、流动与不流动的判据？（P48） 如果颗粒在流动通道内形成的区服强度不是已支撑住流动的堵塞料，那么在流动通道内将产生重力流动。 根据Jenike 公式可以计算得到料仓和料斗中的压力分布，从而得到物料单元体受到的密实最大主应力； 流动函数 FF ： 时，FF
粉体材料科学与工程培养方案 一、专业简介 粉体材料科学与工程”专业依托“材料科学与工程”一级国家重点学科建设，设有博士点、博士后科研流动站，是国家特色专业和国家本科质量工程重点建设专业，是首批国家“卓越工程师”专业。本专业涉及金属或化合物粉末的制备、并以此为原料制备先进材料，研究材料成分、制备工艺、组织结构和性能之间相互关系，以满足航空航天、新能源技术、生物技术、微电子、汽车工业、国防军工等领域对关键新材料的迫切需求。本专业培养具有坚实的专业理论基础以及材料科学知识、较强的新材料研发能力和创新能力的粉末冶金技术高级专门人才。 二、培养目标 本专业秉承“厚基础、宽专业、高素质、强能力”的人才标准，培养政治思想正确、具有高度的社会责任感、优良的科学文化素养和创新精神、坚实的专业基础、较强的工程实践和工程创新能力、组织和管理能力以及良好国际化视野的高层次、复合型人才。能在材料科学与工程领域，特别是在粉末冶金基础理论、粉末冶金材料（如难熔金属与硬质合金、磁性材料、摩擦减磨材料、粉末高温合金、特种陶瓷材料、电工电子材料）等研究和制造领域从事科学研究与技术开发、工艺设计、材料加工制备、性能检测和生产经营管理、具有国际竞争力的高级专门人才。学生毕业后可在高等院校、科研院所和高新技术企业等从事教学、科研、生产、新材料与材料制备新技术开发以及相关管理方面的工作。 三、培养要求 1、知识要求 拥有良好的人文与社会知识、学科基础知识、专业基础与专业知识。 ①人文与社会知识：掌握一定的哲学、政治学、法学、社会学、心理学等知识。掌握一定的经济、管理等知识，满足工程应用中管理和交流的需要。 ②外语及计算机知识：掌握一门外国语，能顺利地阅读和翻译专业外文技术资料，有较强的听说读写能力；了解计算机基本原理，掌握一种以上计算机语言，能熟练应用计算机解决本专业问题。 ③学科基础知识：掌握材料科学与工程学科所需的数学、物理、化学等自然科学基础的知识
粉体工程习题 一.选择题(以下各小题均有４或3个备选答案,请圈出唯一正确的答案) 1．R ＲB 粒度分布方程中的n 是 。 A 、功指数 B 、旋涡指数 C 、均匀性指数 D 、时间指数 2．粒度分析中常采用RR 坐标来绘制粒度分布曲线。该坐标的横坐标为颗粒尺寸,它是以 来分度的。 A 、算术坐标 B 、单对数坐标 Ｃ、重对数坐标 D 、粒度倒数的重对数坐标 ３.粉磨产品的颗粒分布有一定的规律性,可用RRB 公式表示R=１00exp[-(P D /e D ）n ]其中 e D 为： 。 A ．均匀系数 Ｂ.特征粒径 C.平均粒径 4．硅酸盐工厂常用的200目孔筛是指在 上有200个筛孔。 Ａ、一厘料长度 B 、一平方厘料面积 Ｃ、一英寸长度 Ｄ、一平方英寸面积 5.某一粉体的粒度分布符合正态分布、利用正态概率纸绘其正态曲线，标准偏差σ= 。 A 、Ｄ50 B 、D ８４。1 —D 5０ C 、Ｄ84。1— D １5。9 7.破碎机常用粉碎比指标中有平均粉碎比i m 和公称粉碎比i ｎ两种,二者之间的关系 为 。 Ａ、ｉm >i n B 、i ｍ=i ｎ Ｃ、i m 粉体工程复习
2s d S π=πS s d =36πV v d = 第二章 粉体粒度分析及测量 （几何形态特征） 2.1单颗粒尺寸的表示方法 1.统计平均距 2.当量直径 即等效直径，就是利用测定某些与颗粒大小有关的性质推导出来，并使它们与线性量纲有关。最常用是“当量球径”（体积直径dv 和面积直径ds ）。 （1）等体积球当量径dv 所以有等体积球的直径为设颗粒的体积为,6, ,3v d V dv V π = （2）等表面积球当量径ds 2.2 形状颗粒因数 球形度Φc ：一个与待测的颗粒体积相等的球形体的表面积与该颗粒的表面积之比。数学表达式： *球形度计算举例（以棱长为a 的立方体颗粒为例）： 颗粒的体积：a3 颗粒的表面积：S=6a2 将颗粒的投影面积用一条线分成面 积大约相等的两部分，这条分界线在 颗粒投影轮廓上截取的长度dm ，称 为“马丁直径”。 一定方向测量颗粒投影轮廓的两端 相切的切线间的垂直距离，在一个 固定方向上的投影长度df ，称为“弗 雷特直径”。弗雷特直径≥马丁直径 此外，用一个与投影面积大致相等 的圆的直径来表示长度dp ，称为“投 影直径”。 222)(S V S V d d d d C ==Φππ
805.0==S S 球ψ()2 322366a a S πππ=???? ??=球%100)(%100)(?=??=N n D f N n D f p P p P 1)()(=+p P D R D D a d v 36π= 等体积球的直径： 等体积球的表面积： 所以 2.3粒度分布 粒度分布：对于颗粒群,除了平均粒径指标以外,我们通常还关心的是其中大小不同的颗粒所占的分数,或者说颗粒群的组成情况,即粒度分布。 1.粒度的频率分布 2.粒度的累积分布 大于或小于某一粒径的颗粒占颗粒群总数（或颗粒质量）的百分数，即为累积分布，或把颗粒大小的频率分布按一定方式累积得到的分布。分为两种：筛下累积D(Dp)和筛上累积R(Dp)。 筛下累积表示小于某一粒径的颗粒数的百分数； 筛上累积表示大于某一粒径的颗粒数的百分数。 课堂作业： 某一粉体颗粒的尺寸分布数据为： 直方图和累积分布曲线图 筛上累积 筛下累积
温州大学07材料 课程设计任务书 设计题目年产1.5-3万吨啤（白）酒瓶玻璃工厂工艺初步设计本设计工作期限2010.12.13-2010.12.25 指导教师周永强 设计者江丽军
设计的原始资料 一、建厂地址 温州滨海工业园区 二、燃料 重油 三、水电供应及交通运输情况 城市自来水:供水能力100000吨/日 国家电网供电:供电能力300000KVA/日 铁路专用线入厂辅以汽车运输 四、建厂地点气象水文资料 1.气象资料 年平均湿度81%全年主导风向：偏北风年均降水量1385.3毫米 2.建厂地点地下水位高度 3.建厂地点土壤耐压力
年产2.38万吨啤酒瓶玻璃工厂工艺 初步设计指导书 第1章玻璃工厂工艺初步设计说明书内容和要求 1.1总论 （—）建设规模和生产方法 全厂总面积：50000㎡ 办公生活区面积：5000㎡ 后期预留面积：10000㎡ 生产方法：机械吹制法 （二）厂区位置 温州滨海工业园区 （三）概述设计产品的生产发展概况（历史、现状、发展前景）及其在国民经济中的作用和地位 玻璃制品生产在我国历史悠久，但由于种种原因，玻璃工业始终没有发展，在建国初期，我国日用玻璃基本是手工生产，厂家很少，技术落后，谈不上规模，当时全国产量不过一万吨左右，保温瓶不过10万支左右。50年代和60年代，我国日用玻璃处于发展时期，本着自力更生、艰苦奋斗的精神，开始用池炉熔化、机械制瓶，但发展速度较慢。到70年代由于逐步解决了窑炉及成型设备制造技术，使用国内自制的自动或半自动制瓶机，使我国日用玻璃产量由40万吨绯徊的局面发展到百万吨产量。到了80年代，引进和借鉴国外的先进技术和设备，我国日用玻璃行业有了很大的发展。９０年代，我国日用玻璃行业随着改革开放的深入发展，企业通过股份制等深层次改革，打破了旧国有体制的束缚，股份制极大调动了职工的积极性，一大批民营、合资、股份制企业相继涌现，加上国外大量先进技术、先进设备的引进及我国玻璃机器制造业的发展，促进了日用玻璃行业的发展，使我国日用玻璃行业进入了高速发展阶段。 特别是在2003年以来日用玻璃产量每年以一百万吨速度递增，据2008年底统计，日用玻璃全国产量已达1446万吨，全国日用玻璃行业企业已达1300家，职人数30多万人，工业总产值784亿元。近几年玻璃瓶罐行业涌现出广东华兴、河北索坤年产量过50万吨的龙头企业。涌现出河北北雄、承德华富、山西大华、宏艺、安徽德力等近百家玻璃器皿出口企业。涌现出北玻仪、山东力诺、重庆正川等拉管企业 改革开放以来，日用玻璃行业的高速发展，中国产业研究院咨询集团认为，主要原因有以下几条：1、人民生活水平的极大提高，促进了我国轻工业的飞速发展，并由此带动了日用玻璃行业的发展。国外市场对玻璃器皿的极大需求及国内啤酒行业的快速发展，使玻璃器皿、瓶罐生产更是突飞猛进。2、改革开放以来，用玻璃行业引进大量国外先进技术、先进设备，国内玻璃机器制造业的高速发展，使日用玻璃生产技术越来越成熟。进入行业的门坎越来越容易，使得民营资本大量涌入。3、玻璃制品的安全、卫生、经济和不污染盛装物等特点是其他包装物无法替代的，可回收使用的环保性得到使用者的认可，市场需求量逐年增加。 展望未来日用玻璃行业的未来，依旧有着很大的发展空间。首先，世界发达国家由于
一、请说明下列代号的意义（20分，每小题5分）： 1、PEJ 900×1200 2、TH400 SH－25.76 3、LS400×25×50―M2 4、4R3216 二、解释概念（20分，每小题5分）： 1、闭路粉碎流程 2、牛顿分级效率 3、振动磨的振动强度 4、粉尘比电阻 三、填空题（20分，每小题1分）： 1、简摆型颚式破碎机比复摆型的动颚的垂直摆幅。 2、锤式破碎机篦条排列方向应与板方向打击物料。 3、反击式破碎机的板，的破碎比最大。 4、提升式双层隔仓板具有作用。 5、反击式破碎机进口处设有, 其作用是。 6、颚式破碎机的推力板除具有的作用外，还具有作用。 7、双辊式破碎机二辊作转动。 8、球磨机的转速比一般为左右。 9、螺旋式气力输送泵螺旋叶片的螺距向出料端。 10、气环反吹风式袋除尘器为滤式袋除尘器。 11、旋风收尘器的直径越，直筒高度越，收尘效率越高。 12、大型球磨机的传动方式一般为。 13、计量设备中，属于非接触式计量的是。 14、脉冲反吹风袋式收尘器中，粉尘在滤袋的侧被过滤下来。 15、电子皮带秤的称量元件是。 16、螺旋输送机的头、尾端轴承分别为轴承和轴承。 17、压滤机工作时，其过滤时间一般为。 18、空气输送斜槽的输送动力是。 19、带式输送机分别在和处设置清扫装置。
20、电磁振动给料机的给料速度主要取决于和。 四、选择题（20分，每小题5分）： 1、静电收尘器的电源为。 A、直流电源； B、交流电源； C、220V电源； D、380V电源 2、斗式提升机输送干燥的流动性较好的物料时，宜采用卸料方式。 A、重力式； B、离心式； C、混合式； D、三种均可 3、阶梯衬板的正确安装形式应是 A、小头先升起； B、大头先升起； C、交替安装； D、三者均可 4、粗碎圆锥式破碎机。 A、外锥正置，内锥倒置； B、外锥倒置，内锥正置； C、二锥均正置； D、二锥均倒置 五、说明题（20分，每小题10分）： 1、为什么复摆颚式破碎机比同规格的简摆颚式破碎机的生产能力大？ 2、旋风收尘器集灰斗处为什么要锁风？通常有哪些锁风装置？
粉体工程与设备考试习题 一、名词解释（每个4分，共20分） 1、粉体：固体颗粒的集合（D小于100微米），颗粒间有适当的作用力，这样的颗粒集合体定义为粉体。 2、空隙率：填充层中粒度与占据的空间体积与包含空间在内的整个填充层表面体积之比。 3、三轴平均径：以颗粒的长度、宽度、高度定义的粒度平均值称为三轴平均径。（算法有三种：算术平均径、几何平均径和调和平均径） 4、粒度分布:是指将颗粒群以一定的粒度分布范围按大小顺序分为若干级别，各级别粒子占颗粒群总量的百分数。 5、松装密度：指在一个填充状态下，包括颗粒间全部空隙在内的整个填充单位体积中的颗粒质量。 二、填空题（每空1分，共30分） 1、粉体中颗粒常见的附着力有范德华引力（分子间引力）、库仑力（电荷异性引力）、毛细管力、磁性力、机械咬合力等。 2、影响颗粒填充的因素有壁效应_、局部填充、形状、粒度大小等。 3、粒度分布对筛分操作影响很大，一般依据颗粒尺寸将颗粒分为易筛颗粒、中间颗粒和难筛颗粒。 4、R.R.B颗粒分布的表达式 R=100exp[-(D/错误！未找到引用源。] 。n值愈大，颗粒分布范围愈窄，颗粒分布愈均匀，反映在R.R.B曲线上是分布线与横坐标的夹角越大。
5、昆虫能在水面上爬行，荷叶上的水滴呈圆球状，这是张力在起作用。 6、粉体拱的类型有：压缩拱、楔性（形）拱、粘结粘附拱、气压平衡拱。 7、统计平均的测定方法有费雷特径，定向等分径，定向最大径，投影圆当量径。 8、写出下列三轴平均径的计算式：①三轴平均径错误！未找到引用源。，②三轴调和平均径 3/(1/l+1/h+1/b) ，③三轴几何平均径错误！未找到引用源。。 三、简答题（每题10分，共50分） 1、平均粒径的表示方法有哪几种？ 答：①算术平均粒径 ②几何平均粒径 ③调和平均粒径 ④平均面积径 ⑤平均体积径 ⑥长度平均径 ⑦面积平均径 ⑧体积平均径 2、简述颗粒床层中颗粒的粒度、空隙率、填充率、气流阻力和配位数的关系。 答：颗粒粒度越大，颗粒之间的空隙率就越大，填充率就越小，
粉体材料科学与工程专业培养计划 一、培养目标： 本专业培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，并具有较好的社会科学基础和一定的人文、艺术基础，具有创新精神和实践能力，获得工程师基本训练的高级工程技术专门人才。毕业生具备粉体材料工程领域的基础知识，系统掌握粉体材料科学与工程的基本理论、基本的实验技能和科学创新的研究方法的高级应用型人才。 二、培养规格与要求： 本专业人才应具有以下知识、能力和素质： 1、知识结构要求 工具性知识：外语、计算机及信息技术应用等方面的知识。 人文社会科学知识：哲学、思想道德、政治学、法学、心理学等方面的知识。 自然科学知识：数学、物理学、化学等方面的知识。 工程技术知识：工程图学、机械基础、电工电子学等方面的知识。 经济管理知识：经济学、管理学等方面的知识。 专业知识：了解粉体材料科学与工程领域的一般原理和专业知识；掌握粉体材料合成制备、加工、结构与性能测定及应用等方面的基础知识、基本原理和基本实验技能；熟悉国家关于粉体材料科学与工程研究、开发及相关的产业政策、国内外知识产权等方面的法律法规；了解粉体材料科学与工程专业的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及粉体材料科学与工程产业的发展状况；具有研究、改进粉体材料性能、开发、设计新材料的初步能力。 2、能力结构要求 获取知识的能力：具有良好的自学能力、表达能力、社交能力、计算机及信息技术应用能力。 应用知识能力：具有综合应用知识解决问题能力、综合实验能力、工程实践能力。 创新能力：具有创造性思维能力、创新实验能力、科技开发能力。 3、素质结构要求 思想道德素质：热爱祖国，拥护中国共产党的领导，树立科学的世界观、人生观和价值观；具有责任心和社会责任感；具有法律意识，自觉遵纪守法；热爱本专业、注重职业道德修养；具有诚信意识和团队精神。 文化素质：具有一定的文学艺术修养、人际沟通修养和现代意识。 专业素质：掌握科学思维方法和科学研究方法；具备求实创新意识和严谨的科学素养；具有一定的工程意识和效益意识。 身心素质：具有较好的身体素质和心理素质。 三、主干学科：材料科学与工程，化学工程与技术 四、核心课程： 马克思主义基本原理、高等数学、大学物理、物理实验、大学计算机基础、大学英语、工程图学、电工与电子技术、无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、纳米材料科学导论，材料科学基础、材料物理性能、材料研究与测试方法、粉体工程、材料合成与加工工程及热工过程及设备。 五、主要实践性教学环节： 基础实验、专业实验，机械制造（金工）实习、电工电子工艺实习、计算机上机、课程实习、创新设计、认识实习、生产实习、毕业实习、科技方法训练（工程设计训练）、毕业设计（毕业论文）等集中实践周共44周。 六、主要指标： 课内（普通教育和专业教育）总学时2496（其中实验232学时、上机120学时、听力64学时），集中实践环节共44周；普通教育和专业教育总计200学分，综合教育40学分。 七、学制：四年 八、授予学位：工学学士
粉体工程 一、粉末的性能与表征 1.粒径：粉末体中，颗粒的大小用其在空间范围所占据的线性尺寸表示，称为粒径。 2.粒径的表示方法：①几何学粒径②投影粒径③筛分粒径④球当粒径。 3.粉体粒径的分布常表示成频率分布和累积分布： ①粒径分布的表格、直方图、曲线可直观地反映粉体粒径的分布特征。 ②数字函数表达式有：正态分布；对数正态分布；Rosin—Rammler分布；RRB方程能较好地反映工业上粉磨产品的粒径分布特征。 4.平均粒径：若将粒径不等的颗粒群想象成自由径为D的均一球形颗粒组成，那么其物理特性可表示为f（d）=f（D），D即表示平均粒径。 5.粉末的测量方法：显微镜法；激光衍射法；重力沉降光透法；筛分法。平均粒径测量方法：比表面法。 6.粉末的性质：堆积性质；摩擦性质；压缩性质与成形性（压制性）。 安息角：又称休止角、堆积角，它是指粉体自然堆积时的自由表面在静止平衡状态下与水平面所成的最大的角度。（用来衡量与评价粉体的流动性）。在0.2mm以下，粒径越小而休止角越大，这是由于微细粒子间粘附性增大导致流动性降低的缘故。粉体颗粒形状愈不规则安息角愈大，颗粒球形愈大粉体流动性愈好其安息角就愈小。 二、粉体表面与界面化学 1.粉末颗粒的分散： ①在气相中，主要受范德华力、静电力、液桥力，分散方法，机械分散、干燥分散、颗粒表面改性分散、静电分散、复合分散； ②在液相中，主要受范德华作用力、双电层静电作用力、空间位阻作用力、熔剂化作用力、疏液作用力，分散调控有，介质调控、分散剂调控、机械调控和超声调控。 2.颗粒表面改性：粉末颗粒表面改性：用物理，化学，机械方法对颗粒表面进行处理，根据应用的需要有目的的改变颗粒表面的物理化学性质，如表面晶体结构和官能团，表面能、界面润湿性，电性，表面吸附性和反应特性等，以满足现代新材料，新工艺和新技术发展的需要。 3.改性方法： ①表面化学改性：偶联剂表面改性、表面活性剂改性、高分子分散剂改性、接枝改性； ②微胶囊包覆——化学法、物理法、物理化学法； ③机械化学改性； ④原位聚合改性——无皂乳液聚合包覆法、预处理乳液聚合法、微乳液聚合法。 三、粉碎 1.粉碎是依靠外力克服固体质点间内聚力使物料几何尺寸减小的过程。 粉碎的过程：①破碎——粗碎（100mm）、中碎（30mm）、细碎（10mm）， ②粉磨——粗磨（0.1mm左右）、中磨（60um）、细磨（5um）。 粉碎的方法有：挤压粉碎、挤压—剪切破碎、冲击破碎、研磨磨削破碎。 2.破碎设备： 挤压式：颚式破碎机、旋回破碎机、圆锥破碎、研磨磨削破碎 冲击式：锤式破碎机、反击破碎机。 ①颚式破碎机分：简摆式、复摆式、组合摆动式。 特点是，构造简单，工作可靠，维护方便。生产能力高、齿板寿命长、能耗低、价格低廉、
粉体工程习题 一、基本概念题（共7小题，每小题3分，共21分） 1.粒度分布 用特定的仪器和方法反映出粉体样品中不同粒径颗粒占颗粒总量的百分数。有频率分布和累积分布两种形式。(1)频率分布，它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。(2)累积分布也叫积分分布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。 2.粉体 粉体是由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。 3.三轴平均径 以颗粒的长度、宽度、高度定义的粒度平均值称为三轴平均径。（算法有三种：算术平均径、几何平均径和调和平均径） 4.累积粒度分布 简称累积分布。单位体积空气中大于或小于某规定粒径的颗粒粒子数目或体积、质量等于颗粒的总粒子数或总体积、总质量的百分比对其不同粒径的关系。可用此作出其粒度分布曲线图。由于颗粒物中粒径小的粒子数目多于粒径大的粒子数目，所以多用小于规定粒径的表示法。通常多用体积（或质量）累积分布。体积（或质量）的累积分布可用正态概率纸作图。 5.表面效应 纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而大幅度的增加，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米
粒子物理、化学性质的变化。 6.相对易磨性系数 为了表征物料粉碎难易程度的综合影响，一般用相对易碎性系数来表示。易碎性系数越大，物料越易粉碎。 7.喷雾热分解法 将前驱体溶液（金属溶液）喷入高温气体中，立即引起溶剂的蒸发和金属盐的热分解，从而直接合成氧化物粉体的方法。 8.牛顿分级效率 将某一粒度分布的粉粒用分级机进行二分，令大粒部分名为粗粒级，小粒部分为细粒级，定义合格成分的收集率与不合格成分的残留率之差称为牛顿分级效率。 9.粉尘云 具有一定密度和粒度的粉尘颗粒在空气中受到重力和空气阻力和浮力相平衡时，就会悬浮或浮游在空气中而不会沉降下来，这种粉尘与空气的混合物称为粉尘云。 10.形状指数 表示单一颗粒外形的几何量的各种无因次组合称为形状指数（即理想形状与实际形状比较时，差异的指数化）。 11.量子隧道效应 当粒子能量小于阈值能量时，很多粒子冲向势垒，一部分粒子反弹，还会有一些粒子能过去，好像有一个隧道。 12.易碎（磨）性
思考题与习题 绪论 一、填空 1 同一台设备的设计可能有多种方案，通常要用（）来确定最终的方案。 2 单元操作中常用的五个基本概念包括（）、（）、（）、（）和（）。 3 奶粉的生产主要包括（）、（）、（）、（）、（）等单元操作。 二、简答 1 什么是单元操作？食品加工中常用的单元操作有哪些？ 2 “三传理论”是指什么？与单元操作有什么关系？ 3 如何理解单元操作中常用的五个基本概念？ 4 举例说明三传理论在实际工作中的应用。 5 简述食品工程原理在食品工业中的作用、地位。 三、计算 1 将5kg得蔗糖溶解在20kg的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。 2 在含盐黄油生产过程中，将60%(质量分数)的食盐溶液添加到黄油中。最终产品的水分含量为15.8%，含盐量1.4%，试计算原料黄油中含水量。 3 将固形物含量为7.08%的鲜橘汁引入真空蒸发器进行浓缩，得固形物含量为58%得浓橘汁。若鲜橘汁进料流量为1000kg/h，计算生产浓橘汁和蒸出水的量。 4 在空气预热器中用蒸气将流量1000kg/h，30℃的空气预热至66℃，所用加热蒸气温度143.4℃，离开预热器的温度为138.8℃。求蒸气消耗量。 5 在碳酸饮料的生产过程中，已知在0℃和1atm下，1体积的水可以溶解3体积的二氧化碳。试计算该饮料中CO2的(1)质量分数；(2)摩尔分数。忽略CO2和水以外的任何组分。
6 采用发酵罐连续发酵生产酵母。20m3发酵灌内发酵液流体发酵时间为16h。初始接种物中含有1.2%的酵母细胞，将其稀释成2%菌悬液接种到发酵灌中。在发酵罐内，酵母以每2.9h增长一倍的生长速度稳定增长。从发酵罐中流出的发酵液进入连续离心分离器中，生产出来的酵母悬浮液含有7%的酵母，占发酵液中总酵母的97%。试计算从离心机中分离出来的酵母悬浮液的流量F以及残留发酵液的流量W(假设发酵液的密度为1000kg/m3)。