粉體定義及分類

粉體通常是指由大量的固體顆粒及顆粒間的空隙所構(gòu)成的一種分散體系，顆粒粒度一般小于1000μm。工程上常把在常態(tài)下以較細(xì)的粉粒狀態(tài)存在的物料稱為粉體物料，簡稱粉體。

粉體可按其成因、制備方法、顆粒分散狀態(tài)、顆粒大小、化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)、用途等進(jìn)行分類。Geldart，Molerus等人按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)對粉體顆粒進(jìn)行了分類。其中Geldart的分類標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用較為廣泛。

Geldart從流化特性出發(fā)，根據(jù)其與顆粒粒度和密度的關(guān)系提出將顆粒分為ABCD四類。

A組顆粒：尺寸較小，通常為幾十微米，具有很好的流態(tài)化特征，氣泡尺寸較小，氣-固接觸效率高；

B組顆粒：尺寸較大，通常為幾百微米，氣固尺寸接觸效率低，顆粒不易循環(huán)；

C組顆粒：尺寸小，通常<20um。由于顆粒間的作用力遠(yuǎn)大于顆粒的重力，顆粒表現(xiàn)為一定的團(tuán)聚性而不易流態(tài)化；

D組顆粒：尺寸大或密度高的顆粒，如谷物、鉛粒等。

影響粉體流動性的因素

粉體之所以流動，其本質(zhì)是粉體中粒子受力的不平衡，對粒子受力分析可知，粒子的作用力有重力、顆粒間的黏附力、摩擦力、靜電力等，對粉體流動影響最大的是重力和顆粒間的黏附力。

具體到相關(guān)參數(shù)，則包括顆粒的種類、平均粒度、粒度分布、濕含量、顆粒形狀、比表面積、密度、存儲時間和顆粒間相互作用等。

1、粉體粒度與粒度分布

粉體粒度是指其顆粒大小在空間范圍所占據(jù)的線性尺寸，粒度分布是指若干個大小順序排列的一定范圍內(nèi)顆粒量占顆粒群總量的百分?jǐn)?shù)，主要通過簡單的表格、圖形或函數(shù)的形式給出。

激光粒度儀是一種常用的粒度及粒度分布測試儀，粒度分析儀通常把D(3，2)，D(4，3)以及D(50)的數(shù)值一起參考，D(3，2)和D(4，3)的值越接近，說明樣品顆粒的形狀越規(guī)則，粒度分布越集中。

2、粉體濕含量

當(dāng)含有少量水分時，水分被吸附顆粒表面，以表面吸附水的形式存在，對粉體的流動性影響不大。水分繼續(xù)增加，在顆粒吸附水的周圍形成水膜，顆粒間發(fā)生相對移動的阻力變大，導(dǎo)致粉體的流動性下降。當(dāng)水分增加到超過最大分子結(jié)合水時，水分含量越多其流動性指數(shù)越低，粉體流動性越差。

3、顆粒形態(tài)

顆粒的形態(tài)包括顆粒三維形狀和顆粒表面形態(tài)，三維形狀主要通過諸如球形度等形狀因數(shù)來表示，顆粒表面形態(tài)主要采用進(jìn)行直觀觀察。粒徑大小相等，形狀不同的粉末其流動性也不同。顯而易見，球形粒子相互間的接觸面積最小，其流動性最好。針片狀的粒子表面有大量的平面接觸點(diǎn)，以及不規(guī)則粒子間的剪切力，故流動性差。

4、粉體間相互作用

粉體間的摩擦性質(zhì)和內(nèi)聚性質(zhì)對粉體的流動性同樣有著很大的影響。粒度和形態(tài)不同的粉體，其內(nèi)聚性和摩擦性對粉體流動性的影響程度是不同的。

當(dāng)粉體粒度較大時，粉體流動性主要取決于粉體的形貌，因體積力遠(yuǎn)大于粉粒間的內(nèi)聚力，表面粗糙的粉體顆粒或是形態(tài)不均勻的粉體顆粒的流動性都較差。

當(dāng)粉體顆粒很小，粉體的流動性主要取決于粉體顆粒間的內(nèi)聚力，此時的體積力遠(yuǎn)小于顆粒間的內(nèi)聚力。