粉体工程第5讲.ppt

当颗粒间形成液桥时，由于表面张力和毛细压差的作用，颗粒间将有作用力存在，称为毛细力。 颗粒间毛细力的计算公式为： 表面张力 考虑几何关系： 当颗粒尺寸相等时，即β=1，颗粒间的毛细力变为： 当颗粒与平面接触时，即β→∞，颗粒与平面的毛细力变为： 1、液体桥的破坏，是出现在最窄的断面上，通 常情况下，较小的力就能在液体桥最窄的断面产生 破坏。 结论 玻璃球半径r （um） 钳角? 毛管负压p（N） 表面张力? （N） 附着力F （N） 自重（N） F/自重 1000 0.162 6.37 X10-4 1.27 X10-6 6.38X10-4 1.03 X10-4 6.19 100 0.511 6.33 X10-5 4.02X10-7 6.37X10-5 1.03X10-7 6.18X102 10 1.62 6.20 X10-6 1.26 X10-7 6.33 X10-6 1.03 X10-10 6.15X104 1 5.10 5.81 X10-7 3.91X10-8 6.20 X10-7 1.03X10-13 6.02X106 2、玻璃球的大小与附着力 四种情况 1.颗粒密切接触,液体与固体接触角为零. 2.颗粒密切接触,液体与固体接触角不为零. 3.颗粒不密切接触,液体与固体接触角为零. 4.颗粒不密切接触,液体与固体接触角不为零. 当接触角为δ时的情况 又设毛细管压力作用在液面和球的接触部分的断面π(rsinα)上，表面张力平行于两球中心联线的分量 作用在圆周上，则吸引力可用下式表示： FH与α的关系 各曲线与FH=0的交点,表示产生附着力α的下限.小于该下限就产生斥力. 持液量计算 直径相等的两球相切时，两球间保持的液体体积。可由如下的Fisher或Keen式确定: 持液量 依100g球型颗粒为例: 设配位数为:Kn 颗粒个数为: 总接触点为:Kn*(N/2) 持液量: 依土壤为例,取其密度为2.4g/cm3平均配位数12 得:Mf=23.46% 持液量计算 当两球相距a时.可按照下式计算 空隙饱和比(液体充满率) 定义: 保持液对颗粒间空隙体积的比值ψs. 保持液对颗粒间空隙体积的体积比称为空隙饱和比或液体充满率，用 表示。 在造粒操作中空隙饱和比是比含水量更为重要的指标。 空隙饱和比 例题 抽吸势 孔隙结构:T空隙,R空隙 入口抽吸压力 T空隙 R空隙 其中m为水力半径 液体在粉体层毛细管中的上升高度 残留平衡饱和度 由于毛细管力作用保留于粉体层中的液体量 谢谢! 第三单元:填充层结构与粉体层静力学(2) 西南科技大学材料科学与工程学院 王玉平 第3单元 填充层结构与粉体层静力学（6学时） [知 识 点] 颗粒堆积特性及表达； 均一球堆积； 异径填充； 粉体层静力学； [重 点] 颗粒的堆积于粉体层静力学； [难 点] 粉体层静力学； [基本要求] 1、识 记：表观密度、填充率、配位数、应力摩尔圆、最大主应力与主应力面、正应力、剪应力、库伦粉体等； 2、领 会：均一球形颗粒群的填充结构的理论和实践、影响颗粒填充的因素，摩尔应力圆的概念及与粉体层的对应关系和图解等； 3、简单应用：最密填充理论、粉体层应力计算； 4、综合应用：斗仓中粉体的压力分布； 五.颗粒间的作用力 固体颗粒是容易聚在一起的，尤其当颗粒很细时。这说明颗粒之间存在着附着力。颗粒的聚集情况对粉体的摩擦特性、流动性、分散性能和压制性能起着重要的作用： 分子间引力(范德华力)导致的颗粒间引力 颗粒所带异号静电荷引起的引力 附着水分的毛细管力 磁性力 颗粒表面不平滑引起的机械咬合力 1.分子间引力——范德华引力 两个分子间的范德华吸引位能 与分子本身有关的引力常数 分子间距 小分子能聚集并规则地排列成分子晶体（大分子）， 且各种分子晶体的熔点、沸点、硬度等不同，说明分子之 间有作用力存在――即分子间力或称范德华力 （荷兰，1873年） （1）取向力 （2）诱导力 （3）色散力 永远存在于分子或原子之间的一种作用力；是吸引 力，作用能量约比化学键小1-2数量级；力的作用很小， 无方向性和饱和性； 经常是以色散力为主。 几点说明 两个直径为1微米的球型颗粒在表面间距为0.01微米时的相互吸引力为,4×10-12N假设颗粒密度大到10×103kg/m3直径为1微米的球型颗粒的重力为5×10-14N,这说明相互吸引力比重力大的多.两个这样的颗粒不会因为重力产生分离。 上述作用力为真空状态下的情况,也近似用于空气中,但若处于其他介质中时,Hamakar常数