《粉体工程》课程教学大纲（本科）

1、粉体工程（Powder Engineering）课程代码：07410094学分：3学时：45 （其中：课堂教学学时：45上机学时：0课程实践学时：0） 先修课程：高等数学；数理统计与概率论；工程力学；流体力学 适用专业：无机非金属材料专业教材：粉体工程与设备；陶珍东，郑少华主编；化学工业出版社；第二版一、课程性质与课程目标（一）课程性质粉体工程是材料类专业的一门技术基础课程，它建立在数学、力学等课程知识的基础 之上，为专业后继课程的学习及从事专业技术工作打好坚实的基础。本课程通过对粉体的基本概念、 几何形态、颗粒群的构造特性、粉体的流动和流变特性、粉体力学和颗粒流动力学、粉碎与分级以 及平安防

2、护等知识的学习，使学生获得关于粉体技术的基本理论知识，掌握解决无机非金属材料复 杂工程问题所需的专业基础知识，提高解决粉体处理的工程技术问题的能力，并能够在无机非金属 材料工程设计或工艺过程中表达健康、平安等因素；能够理解和评价针对复杂粉体工程问题的工程 实践对环境、社会可持续开展的影响。（二）课程目标.知识方面了解粉体的基本概念、几何形态特征、颗粒群的堆积构造特性、粉体层的粘附力及其 影响因素；掌握颗粒粒径表征和颗粒群粒度分布的表征及其测量方法。了解粉体力学的基本概念、粉体压力的计算，粉体的重力流动、压缩流动的基本原理;了解颗粒在流体中的沉降规律；了解粉体在流体中的悬浮性和流变特性，以及颗粒

3、流 动力学；了解粉碎、分级与别离、混合的基本概念；掌握粉体的制备方法、粉碎机理与粉碎设 备、分级与别离原理、粉体混合机理及效果的评价；了解粉尘对呼吸系统的影响；了解粉尘爆炸的预防与防护知识。.能力与素质方面具有查阅资料、整理数据、运算、绘图的能力，能够进行绘制粒度分布图、物料衡算、 粉体压力分布计算、设备选型等，将所学专业基本知识用于解决粉体制备与处理过程中的工程技术 问题。熟悉粉体的各种性能以及粉体处理过程中的评价指标，能用现代仪器、工具等测试并 加以分析，对出现的复杂粉体工程问题能加以预测与模拟。能够在平安、环境等现实约束条件下，充分了解粉尘的特殊性和危害性，具有对粉尘 致病、粉尘爆炸等的

4、预防与防护能力以及了解专业的平安防范措施。注：工程类专业通识课程的课 程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点1-3. 2-2. 5-1.毕业要求1-3:掌握解决无机非金属材料复杂工程问题所需的专业基础知识。.毕业要求2-2：能够针对无机非金属材料工程设计或工艺过程建立合适的数学模型。.毕业要求5-1：掌握解决无机非金属材料工程领域复杂工程问题所使用的现代工程技术、 方法和工具。课程目标 毕业要求指标课程目 标1.1课程目 标1.2课程目 标1.3课程目 标1.4课程目 标1.5课程目 标2.1课程目 标

5、2.2课程目 标2.3毕业要求1-3VVVVVVVV毕业要求2-2VVVVV毕业要求5-1VVV注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入也可标注“H、M、二、课程内容与教学要求（按章撰写）绪论（一）课程内容.知识方面：本课程的目的、性质和主要内容；粉体的定义；粉体的尺度；粉体的形态；粉体 颗粒的种类以及与粉体有关的产业。.能力与素质方面：本课程与其它课程的关系、课程学习方法。（二）教学要求.知识方面：使学生了解研究粉体的重要意义，理解本课程的主要范围；了解粉体与颗粒的相 关基本概念等。.能力与素质方面：了解粉体颗粒与粉体工程的相关产业；本课程与其它课程的关系，掌握学 习本课程的基本方法

6、。（三）重点与难点.重点：粉体与颗粒的基本概念。.难点：本课程的基本内容与学习方法。第一章颗粒的几何形态特征与测量（-）课程内容.知识方面：颗粒的粒径，包括三轴径、球当量径、圆当量径、统计平均径和筛分径等；粒度 分布，包括频率分布、累积分布、正态分布、对数正态分布、罗辛-拉姆勒分布；颗粒形状，包括 形状因子和形状指数；粒度测量方法及选择，包括筛分法、显微镜法、沉降法、激光法等其它方法。.能力与素质方面：测量颗粒粒度；绘制颗粒群的粒度累积与频率分布图。（二）教学要求.知识方面：了解颗粒几何形态特征；掌握颗粒粒径和颗粒群粒度分布的表征方法及其测量方 法。.能力与素质方面：利用颗粒群的粒度测量数据，

7、熟练绘制粉体的累积分布和频率分布图，并 能得到表征粒度分布的特征参数。（三）重点与难点.重点：单颗粒尺寸与形状的表示方法。.难点：绘制粒度分布图和获得特征参数。第二章粉体填充与堆积特性（一）课程内容.知识方面： 颗粒填充结构，包括均一球形颗粒群的规那么填充与实际填充结构、非均一球 形颗粒的填充结构、不同粒径球形颗粒的规那么填充结构；颗粒间附着力，包括分子间引力、静电引 力、附着水分的毛细管力、磁性力和机械咬合力； 湿颗粒群特性，包括填充层内的四种类型的 液相静态、液体架桥、颗粒间持液量、抽吸势和液体在粉体层毛细管中的上升高度等。.能力与素质方面：颗粒群的填充特性与在工程中的应用；粉体的润湿性与

8、改善措施。（二）教学要求.知识方面：了解颗粒群的堆积构造特性；了解粉体层的粘附力及其影响因素；掌握填充层 内的四种类型的液相静态，了解液体架桥、颗粒间持液量、抽吸势的概念。.能力与素质方面：了解颗粒的最密和最疏填充；了解粉体的润湿性及其改善措施。（三）重点与难点.重点：粉体的填充与堆积特性。.难点：粉体外表的湿润性和液体架桥。第三章粉体力学（一）课程内容.知识方面： 粉体的摩擦特性，包括内摩擦角的基本概念和试验确定方法、库仑公式、莫 尔圆、安息角、运动摩擦角的基本概念；粉体的压力计算，包括粉体的被动和主动侧压力系数、压 力计算；粉体贮仓的容量计算。.能力与素质方面：粉体的摩擦特性与应用；料仓中

9、粉体压力计算。（二）教学要求L知识方面：掌握粉体力学的基本概念；了解粉体压力饱和现象和压力分布。.能力与素质方面：了解粉体的摩擦特性和粉体压力及其在工程中的应用。（三）重点与难点.重点：内摩擦角的基本概念和试验确定方法。.难点：粉体的压力计算。第四章颗粒群的流动（支撑课程目标）（一）课程内容.知识方面： 粉体的重力流动和流动分析，包括流动型式、滑动线、质量流和漏斗流、动 态压力、孔口流出；粉体料仓的设计，包括开放屈服强度、粉体的流动函数、料仓卸料口径确实定; 颗粒储存和流动时的偏析；粉体拱的形成与防拱措施。.能力与素质方面：粉体在料仓中的流动模式、特点；粉体流动分析；整体流料仓的设计。（二）教

10、学要求.知识方面：了解粉体的重力流动；了解压缩流动的基本原理，掌握粉体料仓设计相关参数， 粉体的偏析与结拱形成原因与预防措施。.能力与素质方面：了解粉体在料仓中的流动模式与整体流临界条件；了解粉体流动分中使用 的特性。（三）重点与难点.重点：粉体在料仓中的流动模式。.难点：整体流料仓的设计。第五章颗粒流体力学与输送（一）课程内容.知识方面：颗粒沉降现象，沉降速度；颗粒流动现象，透过流动现象；颗粒悬浮现象；流化床和粉体的流体输送。.能力与素质方面：颗粒在流体中的运动；粉体的流体输送方式与设备。（二）教学要求.知识方面：了解颗粒在流体中的沉降规律；了解粉体在流体中的悬浮性；掌握流化床和流体 输送概

11、念与特点。.能力与素质方面：了解颗粒的悬浮运动在流体输送中的应用。（三）重点与难点.重点：颗粒沉降现象。.难点：流化床的状态变化与临界条件。第六章粉体的制备与改性（-）课程内容.知识方面：超细粉末制备技术，包括气相法、液相法和固相法；粉体外表改性。.能力与素质方面：各种制备方法的优缺点与粉体制备实例介绍；粉体改性的特点与应用。（二）教学要求.知识方面：了解粉体及超细粉体的制备方法；了解粉体外表改性方法。.能力与素质方面：了解粉体制备与改性方法的特点，能选用合适的方法用于特定粉体的制备 与改性。（三）重点与难点.重点：粉体的制备技术。.难点：液相法制备超细粉体。第七章粉体的粉碎（一）课程内容.知

12、识方面： 粉碎概论，包括粉碎的目的与粉碎常用术语；粉碎机理，包括裂纹及其扩展 条件、Hardgrove和Bond粉碎功指数、粉碎模型、粉碎机理的解析方法；粉碎机械力化学；粉碎机 械设备的工作原理，包括颗式破碎机、圆锥破碎机、锤式破碎机、还击式破碎机、球磨机等。.能力与素质方面：粉碎流程与粉碎机械设备的选择。（二）教学要求.知识方面：了解粉碎方式、粉碎模型、选择性粉碎等；掌握粉碎机理；了解粉碎机械力化学的概念和粉碎机械力活化作用机理；了解粉碎和磨碎机械设备。.能力与素质方面：了解粉碎比与粉碎流程，设计粉碎流程；了解各种粉碎或磨碎机械设备并 能根据工程需要选型。（三）重点与难点.重点：粉碎模型与粉

13、碎机理。.难点：粉碎机械力化学和粉碎机械力活化作用机理。第八章粉体的分级与别离（一）课程内容.知识方面：颗粒的分级，包括分级的定义与意义、分级性能的评估；筛分与筛分机理，包括筛分与筛制、筛分机理、影响筛分的因素；颗粒流体系统分级，包括干式分级、气力分级和湿 式分级；分级设备；颗粒的别离，包括别离的定义、别离性能的评估；收尘装置，包括旋风收尘器、 惯性式收尘、过滤式收尘、洗涤式收尘和电收尘；固液别离，包括沉降浓缩、过滤、离心别离和干 燥等。.能力与素质方面：局部分级效率曲线的绘制与分析；各种分级设备与收尘设备的特点。（二）教学要求.知识方面：了解分级、别离的基本概念和原理；掌握别离效率、分级粒径

14、和分精精度；了解 分级与别离的机械设备。.能力与素质方面：掌握局部分级效率曲线的绘制，分析分级粒径、计算分级精度；了解各种 分级设备与收尘设备的工作原理与优缺点。（三）重点与难点.重点：分级和别离理论。.难点：局部分级效率曲线的绘制与分析。第九章粉体的混合与造粒（一）课程内容.知识方面： 混合机理及混合效果的评价；对流混合、扩散混合与剪切混合、标准偏差和 混合指数；影响混合的因素与混合设备；造粒及造粒方法的选择；造粒的概念和方法、压缩造粒及 机理。.能力与素质方面：混合与造粒的作用与意义；混合机理；混合机械及设备的工作原理与优缺 点；造粒机械及设备的工作原理与优缺点。（二）教学要求.知识方面：

15、掌握混合机理；了解对混合效果的评价及影响混合的因素。掌握混合与造粒的基 本概念和原理；了解混合与造粒的机械设备。.能力与素质方面：了解混合与造粒在无机非金属材料生产过程中的重要作用与意义。（三）重点与难点.重点：混合机理及混合效果的评价。.难点：影响混合与造粒的因素分析。第十章粉尘的危害与防护（一）课程内容.知识方面： 粉尘的来源与分类；粉尘对呼吸系统的影响；粉尘爆炸基本概念，粉尘爆炸 要素、一次爆炸与二次爆炸； 粉尘爆炸特性，爆炸界限、爆炸压力和爆炸特性的表征； 粉尘爆 炸的预防与防护。.能力与素质方面：粉尘爆炸的防护与采取的平安措施。（二）教学要求.知识方面：了解粉尘对呼吸系统的危害；了解

16、微细粉粒的燃烧和粉体爆炸；掌握粉尘爆炸的 预防与防护知识。.能力与素质方面：了解粉尘对环境的影响，掌握粉尘爆炸的预防与防护方法。（三）重点与难点.重点：粉尘爆炸的预防与防护。.难点：粉体爆炸机理及影响因素分析。四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目 标课 堂 教 学实 验上机课程 实践小 计绪论22讲授法1.1； 2.1第一章颗粒的几 何形态特征与测 量66讲授法讨论法1.1； 2.1； 2.2第二章粉体填充 与堆积特性44讲授法1.1； 2.1； 2.2第三章粉体力学44讲授法1.1； 2.1； 2.2第四章颗粒群的 流动22讲授法1.2； 2.1；

17、2.2第五章颗粒流体 力学与输送22讲授法1.3； 2.1； 2.2第六章粉体的制 备与改性77讲授法讨论法、演 示法1.4； 2.1； 2.2；2.3第七章粉体的粉 碎66讲授法讨论法、演1.4； 2.1 ； 2.2；示法2.3第八章粉体的分 级与别离66讲授法讨论法、演 示法1.4； 2.1； 2.2；2.3第九章粉体的混 合与造粒44讲授法讨论法、演 示法1.4； 2.1； 2.2；2.3第十章粉尘的危 害与防护22讲授法讨论法、演 示法1.5； 2.1； 2.3合计4545注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、工程、案例等教学方法）等。五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课堂表现出勤、回答问题与平时作业30%期末考试闭卷70%注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。.考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、工程设计和作品等。.考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、工程设计要求等。.考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六 参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）.李玉海，赵旭东,张立雷.粉体工程学加.北京：国防工业出版社，2013.韩跃新.粉体工程M.长沙：中南大学出版社.2012.郑水林.超微粉体加工技