作 者:張長森 編
定 價:98
出 版 社:華東理工大學出版社
出版日期:2020年09月01日
頁 數:476
裝 幀:平裝
ISBN:9787562861096
粉體工程是一門新興的多學科交叉的綜合性技術科學,它涉及各種材料的制備、分散、表征、分級、分離、表面修飾、填充、造粒過程等,不僅在化工、冶金、電子、信息、生物、建材、國防、環境和能源等行業,而且在與人們日常生活密切相關的紡織、食品、醫藥等行業都得到廣泛的應用。本書以粉體工程基礎知識和基本理論為基礎,以粉體操作為主線,介紹了相關機械設備的工作原理、構造、性能和應用特點等。從應用型本科生學習的實際出發,循序漸進,逐步提高;在體現其內容的完整性和繫統性的基礎上,重視理論與工程實際的結合,突出粉體等
●1顆粒物性1
1.1顆粒粒徑和粒度分布1
1.1.1單個顆粒的粒徑1
1.1.2顆粒群的平均粒徑3
1.1.3粒度分布6
1.2顆粒形狀13
1.2.1顆粒形狀術語13
1.2.2形狀繫數和形狀指數13
1.3顆粒的表面現像和表面能15
1.3.1固體表面現像15
1.3.2固體的表面能和表面應力15
1.4顆粒間的作用力17
1.4.1顆粒間的範德瓦爾斯力17
1.4.2顆粒間的靜電力18
1.4.3顆粒間的毛細力18
1.5顆粒的團聚與分散19
1.5.1顆粒的團聚狀態20
1.5.2顆粒在空氣中的團聚與分散20
1.5.3顆粒在液體中的團聚與分散21
1.6顆粒幾何特征表征24
1.6.1篩析法25
1.6.2沉降法25
1.6.3光衍射法27
1.6.4比表面積法30
1.6.5圖像分析法31
1.7工程案例35
案例:水泥助磨劑的應用35
思考題36
2粉體物性37
2.1粉體堆積參數37
2.1.1容積密度37
2.1.2空隙率37
2.1.3填充率37
2.1.4配位數38
2.2球形顆粒的堆積38
2.2.1等徑球形顆粒群的規則堆積38
2.2.2等徑球形顆粒群的實際堆積39
2.2.3不同粒徑球形顆粒群的密實堆積40
2.2.4實際顆粒的堆積42
2.2.5影響顆粒堆積的因素44
2.3粉體的摩擦性46
2.3.1休止角46
2.3.2庫侖定律46
2.3.3內摩擦角與有效內摩擦角47
2.3.4壁摩擦角和滑動摩擦角49
2.4粉體流動性50
2.4.1開放屈服強度50
2.4.2Jenike流動函數51
2.5工程案例51
案例1 51
案例2 52
思考題52
3顆粒流體力學54
3.1顆粒在流體中做相對運動時的阻力55
3.2顆粒在靜止流體中的沉降57
3.2.1自由沉降57
3.2.2干擾沉降60
3.2.3等降顆粒60
3.3顆粒在流動流體中的運動61
3.3.1顆粒在垂直流動流體中的運動61
3.3.2顆粒在水平流動流體中的運動63
3.3.3顆粒在旋轉流體中的運動63
3.4流體透過顆粒層流動65
3.4.1層流狀態65
3.4.2湍流狀態67
3.5顆粒流態化68
3.5.1流態化過程69
3.5.2流態化類型70
3.5.3流態化中的不正常現像71
3.6工程案例72
案例1 72
案例2 73
案例3 74
案例4 75
案例5 76
案例6 76
思考題77
4粉體的機械力化學效應78
4.1概述78
4.1.1機械力化學的概念78
4.1.2物質受機械力作用78
4.2機械力化學原理79
4.2.1晶粒細化,缺陷密度增加79
4.2.2局部高溫、高壓引起化學反應79
4.2.3等離子體理論80
4.2.4機械力化學動力學80
4.3機械力化學效應與結晶構造的變化80
4.3.1晶格畸變及顆粒非晶化80
4.3.2晶型轉變81
4.3.3脫結晶水82
4.3.4層狀結晶結構物質的變化83
4.3.5機械力化學反應83
4.4機械力化學效應與其他物理化學性質的變化85
4.4.1顆粒粒徑和比表面積的變化85
4.4.2密度變化86
4.4.3溶解度和溶解速率86
4.4.4電性86
4.4.5吸附能力87
4.4.6離子交換和置換能力88
4.4.7表面自由能88
4.5機械力化學效應在材料科學中的應用88
4.5.1制備納米合金88
4.5.2制備納米復合材料89
4.5.3制備納米陶瓷89
4.5.4機械力化學在礦物加工中的應用90
4.5.5機械力化學表面改性92
4.5.6機械力化學在高分子材料中的應用92
4.6機械力化學效應的檢測和判斷方法93
4.7工程案例94
案例1高分子材料的合成94
案例2氧氣氣氛下合成氧化物94
案例3煤矸石的機械力活化95
思考題97
5粉塵爆炸98
5.1燃燒和爆炸98
5.1.1燃燒和爆炸98
5.1.2燃點和相對可燃性98
5.1.3粉塵爆炸的特點99
5.1.4可燃粉塵的分類100
5.2粉塵爆炸要素分析100
5.2.1粉塵爆炸的必要條件100
5.2.2粉塵爆炸的特性101
5.3粉塵爆炸的預防和防護102
5.3.1粉塵爆炸的預防102
5.3.2粉塵爆炸的防護104
5.4工程案例105
案例:金屬粉塵爆炸分析105
思考題106
6粉體的機械制備107
6.1基本概念107
6.1.1粉碎與粉碎比107
6.1.2粉碎級數和粉碎流程108
6.1.3強度109
6.1.4硬度110
6.1.5易碎性111
6.2粉碎功耗理論112
6.2.1經典粉碎功耗理論112
6.2.2新近粉碎功耗理論113
6.2.3粉碎極限114
6.3粉碎方法和粉碎設備分類115
6.3.1粉碎方法115
6.3.2粉碎設備分類116
6.3.3粉碎技術的發展118
6.4破碎設備119
6.4.1顎式破碎機119
6.4.2錘式破碎機126
6.4.3反擊式破碎機129
6.4.4其他類型破碎機械136
6.5粉磨設備140
6.5.1球磨機140
6.5.2輥磨機166
6.5.3輥壓機174
6.5.4其他磨機177
6.6超細粉碎機械180
6.6.1高速機械衝擊式粉碎機180
6.6.2氣流磨182
6.6.3攪拌磨184
6.6.4膠體磨186
6.7工程案例187
案例1水泥磨繫統工藝技術管理187
案例2ATOX-50立磨提產措施192
思考題194
7化學法制備粉體195
7.1概述195
7.2液相法196
7.2.1沉澱法196
7.2.2水解法199
7.2.3溶液氧化法202
7.2.4水熱氧化法202
7.3氣相法203
7.3.1蒸發凝聚法203
7.3.2氣相化學反應法203
7.4固相法206
7.4.1固相熱分解法207
7.4.2化合或還原化合法207
7.4.3固相反應法208
7.4.4自蔓延高溫合成法208
7.5噴霧法209
7.5.1噴霧干燥法209
7.5.2噴霧焙燒法209
7.6凍結干燥法210
7.7工程案例212
案例:Ni0.5Co0.5NdxFe2-xO4/PANI復合微粒的制備212
思考題214
8分級215
8.1分級效率215
8.1.1分級效率的定義215
8.1.2分級粒徑216
8.1.3分級精度217
8.2分級設備的切割粒徑217
8.3分級流程及計算218
8.3.1分級流程218
8.3.2循環負荷219
8.3.3粉碎分級流程的計算220
8.4篩分原理222
8.4.1篩分機理222
8.4.2影響篩分過程的因素223
8.5篩分機械225
8.5.1單軸慣性振動篩226
8.5.2雙軸慣性振動篩227
8.5.3電振篩228
8.5.4概率篩簡介228
8.6流體繫統分級設備229
8.6.1粗粉分離器229
8.6.2離心式選粉機231
8.6.3旋風式選粉機234
8.6.4高效選粉機236
8.7工程案例245
案例:水泥磨改建雙閉路輥壓機半終粉磨繫統245
思考題246
9氣固分離與除塵247
9.1概述247
9.1.1除塵的目的和意義247
9.1.2粉塵的排放標準247
9.1.3收塵器類型249
9.1.4分離效率250
9.2重力分離器251
9.3離心式分離器253
9.3.1工作原理253
9.3.2分類253
9.3.3幾種常用的旋風收塵器254
9.3.4選型計算256
9.3.5影響旋風收塵器性能的主要因素257
9.4袋式分離器258
9.4.1袋式收塵器的過濾機理及分類258
9.4.2常用的幾種袋式收塵器的構造和工作原理258
9.4.3濾料和濾袋263
9.4.4選型計算265
9.5電收塵器266
9.5.1工作原理及性能266
9.5.2類型及結構267
9.5.3電極269
9.5.4電收塵器的主要參數270
9.5.5電收塵器的使用272
9.5.6其他形式的電收塵器274
9.6收塵繫統設計與計算276
9.6.1收塵繫統的選擇276
9.6.2收塵設備的選擇278
9.6.3吸塵罩及風管設計279
9.6.4收塵繫統的流體阻力計算及風機選型280
9.7工程案例282
案例:大布袋收塵器在水泥企業中的應用282
思考題284
10固液分離與干燥285
10.1固液分離285
10.1.1基礎知識285
10.1.2重力沉降與濃縮機292
10.1.3水力旋流器297
10.1.4過濾機299
10.2干燥316
10.2.1基礎知識316
10.2.2箱式和帶式干燥設備319
10.2.3流化床干燥設備323
10.2.4氣流干燥設備327
10.2.5噴霧干燥設備328
10.2.6其他干燥設備334
10.2.7干燥與節能340
10.3工程案例341
案例1濕法煙氣脫硫石膏脫水困難的原因分析與控制措施341
案例2干燥設備在制藥廠環境保護中的應用342
思考題342
11混合與造粒343
11.1混合343
11.1.1混合機理與隨機分析344
11.1.2混合的影響因素345
11.1.3混合質量評價346
11.1.4機械混合設備348
11.1.5氣力混合設備353
11.1.6連續混合機356
11.1.7預混合堆場(庫) 358
11.2造粒364
11.2.1造粒及其意義364
11.2.2造粒機理365
11.2.3造粒方法及其特點366
11.2.4造粒應用369
11.2.5造粒技術展望378
11.3工程案例379
案例1玻璃配合料混合379
案例2水泥生料混合380
案例3流化床氯化鈣造粒381
案例4玻璃配合料防止偏析的措施382
思考題382
12輸送與儲存384
12.1機械輸送設備385
12.1.1膠帶輸送機385
12.1.2螺旋輸送機396
12.1.3鬥式提升機402
12.1.4鏈板輸送機409
12.1.5給料機416
12.2氣力輸送設備426
12.2.1氣力輸送特點426
12.2.2氣力輸送的類型426
12.2.3氣力輸送裝備與繫統428
12.2.4空氣輸送槽431
12.3儲存432
12.3.1儲存的基礎知識432
12.3.2料倉及料鬥的設計439
12.3.3料倉的故障及防止措施445
12.4工程案例447
案例1帶式輸送機受料繫統改造447
案例2粉料儲料倉卸料裝置優化449
思考題451
參考文獻452
本書以粉體工程的基本知識為基礎,分別介紹了顆粒的物性、粉體的物性、顆粒流體力學、粉體機械力化學效應和粉塵爆炸的特性及粉體的制備、分離、分級、儲存、混合、造粒、輸送與供料等相操作,並介操作相應設備的工作原理、構造、性能及應用特點等。全書力求緊扣應用型人纔培養的目標和工程實際,貫徹“少推導、重應用”的原則,在體現內容的完整性和繫統性的基礎上,重視理論與工程實際的結合,突出粉體在工程中實踐性、應用性較強的內容,做到通俗易懂,利於工程應用;做到經典內容輔以新技術,反映當前的新工藝和新技術,適應技術發展的需要。本書既可作為本科材料類專業教材,也可作為相關工程技術人員和研究人員的參考書。