(粉體力學(xué))(0002)

1、( (粉體力學(xué)粉體力學(xué))(0002)(0002)粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 2粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 3粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 4粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 56粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 ,3V jj

2、Vd,2S jjSd2,3,S jjSV jVS jSV jV jV jjjdSSVdd粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 7粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 8Wadell22SVSVSVAddAdd 等等體體積積球球的的表表面面積積顆顆粒粒的的表表面面積積1-391-41顆粒球形度小于等于顆粒球形度小于等于1。顆粒的形狀與球偏離越大，。顆粒的形狀與球偏離越大，顆粒的球形度越小。顆粒的球形度越小。1-532VSVSddd 9粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大

3、學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 Wadell22SVSVSVAddAdd 等等體體積積球球的的表表面面積積顆顆粒粒的的表表面面積積 V相同的顆粒，球形顆粒相同的顆粒，球形顆粒AS最小，最小，非球形顆粒：非球形顆粒：1； 球形顆粒：球形顆粒：=1。例：邊長為例：邊長為l的正方體：的正方體：A6l2；Vl3；體積相等的球形顆粒：；體積相等的球形顆粒：11123333226660.8066VSVVdlAdl 1-391-4110粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 VSddSVVdd3/

4、iVSVmddmi d133(/)SViVdmd非球形顆粒的幾何平均尺寸非球形顆粒的幾何平均尺寸mi顆粒尺寸區(qū)間的質(zhì)量分?jǐn)?shù)顆粒尺寸區(qū)間的質(zhì)量分?jǐn)?shù)推導(dǎo)！推導(dǎo)！Vdmi=11-401-411-421-4311粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 簡單幾何形狀顆粒的球形度簡單幾何形狀顆粒的球形度顆粒形狀球形度顆粒形狀球形度球1.0正四面體0.67圓柱體H=d0.87正八面體0.83H=2d0.83長方體1:2:20.77H=4d0.731:2:40.68圓 盤H=d/20.831:4:40.64H=d/40.69橢球體1:1:20.

5、93H=d/100.581:1:40.78長方體1:1:10.811:2:20.921:1:20.771:2:40.791:1:40.681:4:40.7012粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 粉體球形度粉體球形度粉體球形度煤粉0.75水泥0.57碎玻璃0.65碎石0.50.9云母粉0.28糖0.85食鹽0.84沙子0.750.98可可粉0.61鎢粉0.85鉀鹽0.70鐵催化劑0.58拉西填料0.260.53鮑爾填料0.30.37矩鞍形填料0.14常見粉體的球形度常見粉體的球形度13粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體

6、工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 14粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 定義定義Stokes形狀系數(shù)形狀系數(shù)KV為為 2,18 ttVt SPfVVuuKugd 體積相同的球體積相同的球以速度差異進行顆粒形狀區(qū)分的一種方法。以速度差異進行顆粒形狀區(qū)分的一種方法。小于或者等于小于或者等于1 1查看教科書中查看教科書中p9之表之表1-7！15粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 實驗結(jié)果說明，顆粒的實驗結(jié)果說明，顆粒的Stoke

7、s形狀系數(shù)形狀系數(shù)KV與顆粒的與顆粒的球形度球形度符合如下關(guān)聯(lián)式經(jīng)驗公式：符合如下關(guān)聯(lián)式經(jīng)驗公式：0.83VK精度如何？見數(shù)據(jù)擬合圖。精度如何？見數(shù)據(jù)擬合圖。粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 Curve fitting16粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 顆粒P(kg/m3)dV/cm介質(zhì)粘度Pas沉降速度(cm/s)小米14000.15830.27150.27151.0003黃米13280.20700.25570.39320.9796小楂子14910

8、.12100.27430.15670.8769大米14950.30460.24141.15620.8958黑米14330.30580.22281.15960.9208香米14980.30100.22960.98620.7129高粱米14150.36310.23151.43430.8580粘高粱米14050.33950.22381.28200.8658小麥粒13660.44780.23021.96030.8431薏米12710.50710.23252.05300.8741谷物顆粒球形度的測量結(jié)果谷物顆粒球形度的測量結(jié)果1718粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體

9、與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 stVVdK d由顆粒的由顆粒的Stokes尺寸定義及顆粒的尺寸定義及顆粒的Stokes形狀系數(shù)的定義可得形狀系數(shù)的定義可得19粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 0.415stVdd(1-40)-(1-43) (1-49)只要測得顆粒的某一尺寸和顆粒的球形度，就可獲只要測得顆粒的某一尺寸和顆粒的球形度，就可獲得顆粒的其他尺寸，即可以完整地表征顆粒的幾何得顆粒的其他尺寸，即可以完整地表征顆粒的幾何特征。特征。把把(1-46)帶入式帶入式(1-48)得得1-4920粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工

10、大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 0.415stVdd測得顆粒的某一尺寸和顆粒的球形度，就可獲得顆測得顆粒的某一尺寸和顆粒的球形度，就可獲得顆粒的其他尺寸，即可以完整地表征顆粒的幾何特征。粒的其他尺寸，即可以完整地表征顆粒的幾何特征。1-49VSddSVVdd3/iVSVmddmi d133(/)SViVdmd1-401-411-421-43粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 2122粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳

11、霞劉鳳霞 rTPT平均厚度厚度柱狀比粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 23粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 24粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 25粉體力學(xué)粉體力學(xué) 大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所大連理工大學(xué)流體與粉體工程研究設(shè)計所 劉鳳霞劉鳳霞 2.2 形狀的數(shù)學(xué)分析形狀的數(shù)學(xué)分析27非分形圖形非分形圖形分形圖形分形圖形2.2 形狀的數(shù)學(xué)分析形狀的數(shù)學(xué)分析將長度為1的線段分為n等分,每段長為x,那么 n x = 1將面積為1的正方形n等分,每一個小正方形的邊長為x,那么n x2 = 1將體積為1的正方體n等分,每一個小正方體的邊長為x,那么n x3 = 1 n xD = 1 D=(lnn/lnx)D具有維數(shù)的概念。2.2 形狀的數(shù)學(xué)分析形狀的數(shù)學(xué)分析Sierpinski