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中国粉体技术
中国颗粒学会；济南大学；中国非金属矿工业协会矿物加工利用专业委员会
中国粉体技术

中国颗粒学会；济南大学；中国非金属矿工业协会矿物加工利用专业委员会

魏飞

双月刊

1008-5548

zgft@ujn.edu.cn

0531-82765659

250022

山东济南济微路106号

中国粉体技术/Journal China Powder Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要介绍在化学工程、冶金和材料工程、采矿和石油工程、机械工程、大气科学、应用物理学、应用化学、环保勤务员中涉及的颗粒的特殊概念、特性、现象等以及与粉体有关的工艺过程各单元，如粉碎、分级、混合、改性、造粒、干燥、烧结。散料输运、贮存、粉尘爆炸、粉体应用等也受到了关注。同时该刊也关注粉体及相关材料的合成、聚集、反应活性和稳定性的研究和测试。并重点报导对颗粒（粉体）的体系、结构及生产设备的认识和应用状况，促进涉及该领域内的冶金、化工、建材、石油、煤炭、地质、医药、食品、轻纺、农业、气象、环保、军工等众多行业根据不同理论和技术进行的科研交流。该杂志内容涉及了气溶胶、流态化、超微颗粒（分子级～100nm）、颗粒测试、颗粒制备和表面处理等多个学术、技术领域。
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收录年代

    喷雾热解法加热壁温对铈锆固溶体生产过程的影响

    伍永福栗志赵爽刘中兴...
    1-11页
    查看更多>>摘要：[目的]为了探究喷雾热解过程中加热壁温对铈锆固溶体生产过程的影响,分析热解炉内的流量场和浓度场的变化情况,实现对热解炉的设计优化.[方法]采用数值模拟的方法,建立喷雾热解炉的物理模型,分别探讨加热壁温对铈锆固溶体在热解炉的不同阶段及热解炉中水蒸气分布和HCl分布的影响.[结果]当热解温度为850℃时,液滴的反应主要分2个阶段,在炉膛高度为0～0.05 m处,为加热蒸发阶段,在炉膛高度为0.05～0.6 m处,为稳态热解阶段.当炉壁温度为550～650℃时,在炉膛高度为0.9 m处温度变化放缓,喷雾处于稳定热解阶段;而壁温在750～850 ℃时,在炉膛高度为0.6 m处温度变化放缓;当壁温为850℃时,在炉膛高度为0.1～0.6 m处的温度曲线斜率最大,液滴达到稳定蒸发阶段的时间缩短,水分蒸发变快,热解时间变短.[结论]炉壁加热区的温度越高,HCl生成的速度越快,速度的最大值越小,在炉膛高度为0.4 m处速度变化最大,达到1.6m/s左右;并且整体HCl生成的量随温度的升高而增大,平均速度变化随着热空气温度的升高而减小.

    喷雾热解铈锆固溶体稳态热解稳定热解

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    基于CFD-DEM的湿颗粒气力输送数值模拟

    徐止恒李政权王贻得武煜坤...
    12-23页
    查看更多>>摘要：[目的]为了探索水平管中湿颗粒气力输送的内在机制,开发液桥轮廓由凸到凹的液桥力模型,实现对颗粒含水率的精准调控,分析不同含水率颗粒在输送过程中的动力学特性变化规律.[方法]采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)和离散元法(discrete element method,DEM)双向耦合的数值模拟方法,通过对弯头外侧中心线的颗粒速度分析对比,验证数值模型的正确性以及网格的无关性.[结果]干颗粒沉降在管道底部,表现为管底流的运动状态,湿颗粒因液桥力的作用而形成紧密的颗粒团块,以单粒子和颗粒团2种形式进行运动,并且颗粒含水率越大,颗粒团聚现象越严重;湿颗粒的输送速度明显比干颗粒低,且随着颗粒含水率的增加,颗粒的平均输送速度呈下降趋势.[结论]相对于干颗粒输送,湿颗粒输送流动性更弱、输送效率更低以及能耗更高,在实际工业应用中,应当对湿颗粒进行前处理,以便于气力输送的无故障进行.

    计算流体力学离散元法湿颗粒液桥力流态

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    煤矸石改良黄土的力学和抗冻融性能

    孙萌萌武立波杨秋宁李宏波...
    24-35页
    查看更多>>摘要：[目的]提出用煤矸石改良黄土的解决方案,解决煤矸石存量逐年增大且利用率低、季冻区黄土地基病害严重的双重难题.[方法]分析煤矸石改良黄土的反应机制,通过无侧限抗压强度、直剪、固结压缩和湿陷性试验,分析煤矸石改良黄土试件的无侧限抗压强度、抗剪强度、黏聚力、内摩擦角、压缩系数和湿陷系数等力学性能指标,确定煤矸石的最优掺量;以黄土原料为对照组,将最优掺量的煤矸石改良黄土试件进行冻融循环试验,再次进行无侧限抗压强度和直剪试验,分析冻融循环后最优试件的力学和抗冻融性能.[结果]当煤矸石质量分数为20％,养护龄期28 d时,煤矸石改良黄土的无侧限抗压强度为585 kPa,抗剪强度为287 kPa,压缩系数约为0.19 MPa-1,黏聚力为63.755 kPa,内摩擦角为29.646°,湿陷性完全消除;进行冻融循环试验后,随着冻融循环次数的增大,无侧限抗压强度逐渐减小,冻融循环次数为11时的无侧限抗压强度、抗剪强度、黏聚力损失率分别为26.9％、7.4％、18.6％,内摩擦角变化较小,煤矸石改良黄土的力学和抗冻融性能较好.[结论]煤矸石活性较低,改良后的黄土的强度虽然提升幅度不大,但能明显改善黄土的湿陷性和抗冻融性能,因此煤矸石改良黄土适合作为季节性冻土区黄土的地基材料.

    煤矸石改良黄土力学性能抗冻融性能

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    喂料方式对粉体气力分级性能的影响及成因分析

    于源刘克润刘晓勇刘家祥...
    36-44页
    查看更多>>摘要：[目的]为了提高粉体气力分级设备的分级性能,研究螺旋喂料和振动喂料2种不同喂料方式对气力分级性能的影响.[方法]采用高速摄像机对不同喂料方式下粉体下落运动(喂料)进行图像采集,运用图像处理技术对采集到的图像进行处理,通过图像观察法和引入喂料时连续时刻粉体面积分布变异系数分析喂料方式对粉体分散性的影响;通过碳酸钙粉体分级实验方法探讨喂料方式对分级性能的影响.[结果]相较于螺旋喂料,振动喂料有利于粉体解团,提升粉体喂料时的均匀性和分散性;相较于螺旋喂料方式,振动喂料有助于提升气力分级机的分级性能,尤其在较高的喂料速度下,分级性能提升效果显著,喂料速度为18 kg/h时,分级精度提升185％,旁路值减小75％,"鱼钩效应"峰值点高度降低29％;粒径小于10 μm的超细颗粒在粗粉中占比从螺旋喂料时的11.4％减小到振动喂料时的4.4％,粗粉中细粉占比大幅减小,粗细颗粒分离效果得到改善.[结论]螺旋喂料不适合输运黏性较强、流动性较差的粉体,如碳酸钙;振动喂料可改善粉体材料的喂料均匀性和分散程度,有利于提高气力分级机分级性能.

    粉体气力分级喂料方式鱼钩效应

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    不同地形条件下刮板输送机输运效率及链环疲劳寿命

    张鹏麻豪洲李博董英伟...
    45-59页
    查看更多>>摘要：[目的]推进刮板输送机向智能化方向发展,解决研究人员难以在环境恶劣的井下进行刮板输送机相关试验、实验室受客观条件限制无法复现相关工作条件等问题.[方法]采用仿真试验的方法模拟井下复杂的工作条件.通过刮板输送机1∶3试验平台,从试验与理论的角度验证刮板输送机仿真模型的可靠性;仿真设定不同工作倾角与走向倾角,分析不同地形条件对刮板输送机输运效率及链条张力的影响;利用有限元仿真,探究链环的疲劳寿命变化趋势.[结果]刮板输送机的工作倾角为14°～-21°时,输运效率逐渐增加至饱和,工作倾角为-21°时质量流量为436.6 kg/s;走向倾角为-10°～5°时,输运效率逐渐增加至饱和,走向倾角为5°时质量流量为360.7 kg/s.不同工作倾角下,刮板输送机2条链条张力呈上山增大、下山减小的变化趋势;当走向倾角为-10°～10°时,链2的张力先增大后减小,而链1的张力则不断增大.正常工况下链环的疲劳寿命为32.64 d,工作倾角为14°～-21°时,链环的疲劳寿命呈现指数型上升趋势;走向倾角为-10°～10°时,链1中链环的疲劳寿命呈现指数型下降趋势,链2中链环的疲劳寿命为先下降后上升的变化趋势.[结论]利用仿真试验能够有效解决刮板输送机相关试验难以开展的问题;利用验证后的刮板输送机仿真模型,可以准确模拟刮板输送机在井下的工作情况,定量分析不同工况下煤料与刮板输送机之间的相互作用.

    刮板输送机输运效率链条张力疲劳寿命

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    滤筒除尘器喷吹孔孔径的优化

    黄瑶赵云菲覃镜元尹茜茜...
    60-66页
    查看更多>>摘要：[目的]为控制各个喷吹管气流量的均匀性,对喷吹管上的喷吹孔径进行优化,提高滤筒除尘器清灰效果.[方法]自制高压脉冲喷吹气流量测量装置对现有喷吹管气流量进行测定,采用光纤传感分析仪测试除尘器滤筒各部分的侧壁压力峰值,分析各滤筒清灰效果不均匀的原因;以滤筒各部位侧壁压力峰值作为清灰均匀性效果评估指标,优化喷吹孔径.[结果]优化前4个喷吹孔径均为19 mm,喷吹孔的气流量依次为13.69、14.78、16.03、16.93 L,对应4个滤筒上、中、下部侧壁压力峰值的最小值分别为最大值的37％、26％、20％,气流量均匀度标准差为1.41;优化后4个喷吹孔径分别为23、20、18、17 mm,喷吹气流量依次为14.05、15.08、15.87、16.13 L,对应4个滤筒上、中、下部测壁压力峰值的最小值为最大值的56％、56％、53％,气流量均匀度标准差降为0.93.[结论]优化后的喷吹管气流量均匀化程度提高,可实现滤筒除尘器的均匀清灰.

    滤筒除尘器喷吹孔孔径气流量侧壁压力峰值

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    颗粒缩放理论标定未筛选烟煤离散元仿真参数

    梅潇吴苇荣刘祥伟
    67-81页
    查看更多>>摘要：[目的]为了给未筛选烟煤的仿真研究提供参数依据,分析未筛选烟煤的离散元仿真参数,保证仿真与实际颗粒的几何、材料及运动学相似,实现未筛选烟煤的可靠仿真研究.[方法]采用实验和仿真相结合的方法,测得未筛选烟煤的粒径分布、密度、静摩擦因数、堆积密度、休止角等基本参数;基于颗粒缩放理论,建立不同粒径范围内典型颗粒的放大模型,通过Plackett-Burman、最陡爬坡、Box-Behnken试验对未筛选烟煤的泊松比、切变模量、滚动摩擦因数、恢复系数、Johnson-Kendall-Roberts(JKR)表面能等仿真参数进行标定.[结果]以实验和仿真休止角相对误差最小为优化目标,得到最优参数组合下的未筛选烟煤的仿真休止角为37.59°,与休止角实验值37.81°的误差为0.58％;仿真堆积密度为717 kg/m3,与堆积密度实验值722 kg/m3的误差为0.69％.[结论]煤-煤恢复系数与休止角呈负相关,煤-煤和煤-钢滚动摩擦因数与休止角呈正相关,溅射现象会阻碍颗粒堆积.

    烟煤离散元休止角颗粒缩放理论参数标定

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    立式粉体干燥器内二元湿颗粒气-固逆流过程的数值模拟

    余龙庞冬冬陈双琪佘敏敏...
    82-95页
    查看更多>>摘要：[目的]为了研究二元湿颗粒在立式粉体干燥器干燥单元气-固逆流过程中的流动特性,分析不同条件下二元湿颗粒的空间分布情况,实现二元湿颗粒在气-固逆流过程中的优化设计.[方法]采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散元(discrete element method,DEM)耦合液桥力模块的分析方法,分别探讨颗粒含水质量分数、粒径比和质量比对二元湿颗粒流动特性的影响及液桥力变化规律.[结果]在气-固逆流过程中,颗粒质量分数在径向和轴向分布上呈现"边壁大中心小""上大下小"的规律;颗粒速度随着轴向高度的增加而增大,从边壁区域到中心区域的颗粒速度呈现减小趋势;随着颗粒含水质量分数和粒径比的增加,颗粒的运动由接触力和液桥力共同控制逐渐变成液桥力占主导,干燥单元顶部容易堵塞;随着质量比的增加,接触力对颗粒运动的控制进一步加强,在颗粒含水质量分数较小的情况下占主导作用.[结论]较大的质量比可以缓解干燥单元顶部堵塞,同时要选取适当的颗粒含水质量分数,才能削弱颗粒结块对流动特性研究的干扰.

    气-固逆流含水量二元湿颗粒液桥力数值模拟

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    固体分散体制备技术及质量控制研究进展

    张晓阳应泽华郭抒博李文龙...
    96-112页
    查看更多>>摘要：[目的]从固体分散体(solid dispersions,SDs)制备技术和质量控制角度出发,揭示SDs技术在药物制剂领域的发展现状与挑战,旨在为SDs技术的进一步推广应用提供参考.[研究现状]总结熔融法、溶剂法、溶剂-熔融法、机械分散法等SDs制备技术,其中熔融法又包括传统熔融法、热熔挤出法、熔融凝聚、KinetiSol® Dispersing、3D打印技术等,溶剂法又包括喷雾干燥、冷冻干燥、流化床干燥、超临界流体法、共沉淀法和静电纺丝法等;目前SDs制备技术存在需要使用有毒溶剂,可能导致药物热降解以及扩展性较差的问题.并归纳总结溶出度、药物和聚合物之间的相互作用、固态等SDs质量控制因素,重点强调一直被研究人员忽视的SDs粉体学性质.[展望]认为今后的研究重点应在开发或引入更多高效、无毒、稳定和扩展性好的SDs制备技术方面,并且要不断完善SDs的质量控制体系.

    固体分散体制备技术热熔挤出3D打印喷雾干燥流化床质量控制粉体学性质

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    钴锰共掺杂金属有机框架催化过一硫酸盐降解四环素的性能

    耿上帅王皓企梁飞王立君...
    113-122页
    查看更多>>摘要：[目的]制备高效固体催化剂,实现水中污染物四环素(tetracycline,TC)的高效降解.[方法]采用溶剂热法制备钴、锰共掺杂的金属有机框架化合物MIL-88B(Co-Mn),并用于催化过一硫酸盐去除水中TC,分别考察钴、锰不同物质的量比对催化剂性能的影响,进行实验条件优化.[结果]在催化剂Co(NO3)2·6H2O和Mn(NO3)2·4H2O的物质的量比为3∶2,反应体系pH为5,TC质量浓度为10 mg/L,催化剂质量浓度为20 mg/L,过一硫酸盐浓度为2 mmol/L,反应时间为60 min时,TC去除率可达94％以上;所制备的MIL-88B(Co-Mn)催化剂具有良好的循环利用性,经过4次循环,TC去除率仍大于90％.[结论]制备的MIL-88B(Co-Mn)是一种高效催化剂,在处理抗生素废水的过程中证明是可行的,能有效催化过一硫酸盐去除水中TC.

    溶剂热法钴锰共掺杂金属有机框架过硫酸根四环素

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