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1 颗粒物性1

1.1 颗粒的尺寸与尺寸分布1

1.1.1 颗粒尺寸1

1.1.2 颗粒的尺寸分布2

1.1.3 平均颗粒尺寸4

1.1.4 尺寸分布宽度5

1.1.5 颗粒密度和多孔率6

1.2 颗粒的形状6

1.2.1 Heywood形状系数6

1.2.2 颗粒的球形度8

1.2.3 Stokes形状系数9

1.3 颗粒的阻力系数与自由沉降速度11

1.3.1 球形颗粒的阻力系数与自由沉降速度11

1.3.2 非球形颗粒的阻力系数与自由沉降速度13

1.4 颗粒间的作用力18

1.4.1 分子间的范德华力18

1.4.2 颗粒间的范德华力20

1.4.3 颗粒间的毛细力26

1.4.4 颗粒间的静电力27

1.5 颗粒的团聚性28

1.5.1 团聚机理28

1.5.2 聚团强度28

习题31

参考文献31

2 粉体物性32

2.1 粉体的堆积物性32

2.1.1 粉体的堆积密度32

2.1.2 粉体堆积的空隙率33

2.1.3 颗粒的配位数35

2.2 粉体的可压缩性36

2.3 粉体的安息角37

2.4 粉体的摩擦性38

2.4.1 库仑定律38

2.4.2 内摩擦角39

2.4.3 库仑定律的理论推导40

2.5 Molerus粉体分类42

2.5.1 Molerus Ⅰ类粉体42

2.5.2 Molerus Ⅱ类粉体42

2.5.3 Molerus Ⅲ类粉体43

2.6 粉体的流动性44

2.6.1 粉体的开放屈服强度44

2.6.2 Jenike流动函数45

2.6.3 拱应力分析45

习题46

参考文献46

3 粉体静力学47

3.1 莫尔应力圆47

3.1.1 粉体的应力规定47

3.1.2 莫尔应力圆48

3.2 莫尔-库仑定律49

3.3 壁面最大主应力方向50

3.4 朗肯应力状态51

3.5 粉体应力Janssen近似分析方法53

3.5.1 柱体应力分析53

3.5.2 锥体应力分析56

3.5.3 Walters转换应力57

3.5.4 料仓应力分析59

3.6 粉体应力精确分析方法61

3.6.1 应力平衡方程61

3.6.2 柱体应力分布的渐近解64

3.6.3 锥体应力分布的渐近解65

习题68

参考文献68

4 粉体动力学69

4.1 粉体流动的流型69

4.2 质量流量公式70

4.2.1 经验关联式70

4.2.2 最小能量理论70

4.3 质量守恒方程71

4.4 动量守恒方程72

4.5 莫尔应变率圆73

4.5.1 粉体微团的运动分析73

4.5.2 莫尔应变率圆75

4.6 粉体流动的本构关系77

4.6.1 共轴理论77

4.6.2 从Jenike剪切仪获得的应力-应变率关系78

4.6.3 塑黏性本构关系80

4.6.4 塑黏性流体模型82

4.7 柱体内质量流动的速度分布84

4.7.1 共轴理论的预测结果与实验结果的比较84

4.7.2 塑黏性模型的预测结果与实验结果的比较84

4.8 锥体内质量流动的速度分布84

4.8.1 共轴理论的预测结果与实验结果的比较84

4.8.2 塑黏性模型的预测结果与实验结果的比较86

参考文献88

5 气-固两相系统89

5.1 气-固的接触型式89

5.2 Reh气-固两相接触操作图91

5.2.1 固定床颗粒的阻力系数91

5.2.2 悬浮颗粒的阻力系数94

5.2.3 Reh气-固两相接触操作图97

5.3 流化床的应用101

5.3.1 流态化技术发展现状101

5.3.2 流化床化学反应器103

5.3.3 流化床物理操作104

5.3.4 21世纪的流态化技术104

5.4 流态化特征与Geldart颗粒分类107

5.4.1 流态化基本特征107

5.4.2 最小流态化速度108

5.4.3 最小鼓泡速度110

5.4.4 流态化气泡特征111

5.4.5 Geldart颗粒分类117

5.5 流化床化学反应器模拟119

5.5.1 流化床反应器模型119

5.5.2 气泡与密相的传质系数120

5.5.3 气泡与密相传质系数的实验结果122

5.5.4 气泡与密相传质的理论分析122

5.5.5 气泡相与密相的传质数126

5.5.6 颗粒反应动力学130

5.5.7 化学反应器的Damkoler数135

5.5.8 流化床化学反应器模拟137

习题142

参考文献143

6 粉粒体数值模拟144

6.1 概述144

6.1.1 粉粒体模拟的必要性144

6.1.2 粉粒体行为的数值模拟145

6.1.3 粉粒体数值模拟课题147

6.2 连续介质力学的数值模拟方法148

6.2.1 有限差分法148

6.2.2 有限元法150

6.3 颗粒单元数值模拟方法152

6.3.1 数值模拟模型152

6.3.2 数值模拟计算155

附录 二维两组分球形颗粒填充数值模拟计算程序158

参考文献171

7 造粒173

7.1 造粒方法与颗粒尺寸173

7.2 火焰CVD造粒174

7.2.1 火焰CVD造粒技术174

7.2.2 火焰CVD造粒过程模拟178

7.3 喷雾造粒186

7.3.1 喷雾干燥造粒186

7.3.2 喷雾热解造粒191

7.4 机械化学法造粒技术192

参考文献196

8 粉碎198

8.1 颗粒的强度198

8.1.1 颗粒的理想强度198

8.1.2 颗粒强度199

8.2 粉碎功201

8.3 粉碎极限202

8.4 研磨过程动力学203

8.4.1 操作参数的影响203

8.4.2 粉碎速率常数204

8.4.3 粉碎分布系数206

8.4.4 研磨过程模拟计算208

参考文献210

9 混合211

9.1 混合过程机理211

9.2 混合度212

9.3 取样及样品分析214

9.4 混合设备215

9.5 影响混合的因素217