กรรมวิธีผงขั้นสูง
3(3-0-9)
เงื่อนไข: โดยความเห็นชอบของสาขาวิชา
คุณลักษณะของอนุภาคผง: การกระจายขนาด รูปร่าง แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค กลไกการสัมผัส การหาคุณลักษณะเชิงกลปรากฏของอนุภาคผง: ความเครียด มุมของแรงเสียดทาน ความสามารถในการไหล ความสามารถในการอัด การเก็บผงและการนำออก การผสมและการแยกออก การแยกของแข็ง-ของไหล การผลิตผงที่มีราคาสูงโดยการทำขนาดให้ใหญ่ขึ้นหรือโดยการลดขนาด
เค้าโครงรายวิชา
1. คุณลักษณะของอนุภาคผง (10 ชั่วโมง)
– การกระจายขนาด
– รูปร่าง
– กลไกที่เกี่ยวข้องกับอนุภาค: แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคและกลไกการสัมผัส
2. การหาคุณลักษณะเชิงกลปรากฏของอนุภาคผง (8 ชั่วโมง)
– การวิเคราะห์เชิงทฤษฎีของความเครียด
– มุมของแรงเสียดทาน
– ความสามารถในการไหล
– ความสามารถในการอัด
3. การเก็บผงและการนำออก (6 ชั่วโมง)
– ข้อพิจารณาในการออกแบบ Hopper
– บริเวณการไหลใน Hopper
– อัตราการไหลออกจาก Hopper
– การกระจายตัวของความเครียดใน Hopper
4. การผสมและการแยกออก (4 ชั่วโมง)
– ชนิดของของผสม
– การวิเคราะห์คุณภาพของของผสม
– กลไกการผสมและการแยกออก
– การปรับปรุงคุณภาพการผสมและการลดการแยกออก
5. การแยกของแข็ง-ของไหล (4 ชั่วโมง)
– การเคลื่อนที่ของอนุภาคในของไหล
– ประสิทธิภาพการแยก
– คุณลักษณะการไหล
– การออกแบบไซโคลนและอุปกรณ์กรอง
6. การผลิตผงที่มีราคาสูงโดยการทำขนาดให้ใหญ่ขึ้นหรือโดยการลดขนาด (4 ชั่วโมง)
– กลไกการทำให้เป็นเม็ดและแบบจำลองอัตราการทำให้เป็นเม็ด
– กลไลการแตกของอนุภาค การสร้างแบบจำลองของอัตราการบดให้เป็นผงและ
การกระจายขนาดพลังงานที่ต้องใช้
– การออกแบบกระบวนการการทำขนาดให้ใหญ่ขึ้นหรือการทำลดขนาด
ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้
นักศึกษาเข้าใจคุณลักษณะพื้นฐานของอนุภาคผง สามารถวิเคราะห์คุณลักษณะของอนุภาค การกระจายขนาดของอนุภาค รูปร่างและความสามารถในการไหลของอนุภาคได้ สามารถเลือกใช้เทคนิคขั้นสูงในการทำงานกับอนุภาคผง รวมทั้งสามารถออกแบบหน่วยปฏิบัติเฉพาะหน่วยแบบต่าง ๆ สำหรับการทำงานกับอนุภาคได้
Advanced Powder Processing
Condition: Consent of the School
Properties of particulate solids: particle size distribution, shape, interparticle forces, contact mechanics. Characterization of bulk mechanical properties: bulk solid stresses, angles of friction, flowability, compressibility. Powder storage and discharge. Mixing and segregation. Fluid-solid separation. Formation of high value powder by size enlargement or size reduction
Course Outline
1. Properties of particulate solids (10 hours)
– Particle size distribution
– Particles shape
– Particle mechanics: interparticle forces and contact mechanics
2. Characterization of bulk mechanical properties (8 hours)
– Theoretical analysis of bulk solid stresses
– Angles of friction
– Flowability
– Compressibility
3. Powder storage and discharge (6 hours)
– Design considerations for storage hoppers
– Flow regimes in hoppers
– Discharge rates from hoppers
– Stress distributions in hoppers
4. Mixing and segregation (4 hours)
– Types of mixture
– Assessing the mixture quality
– Mechanisms of mixing and segregation
– Improvement of mixing quality and minimization of segregation
5. Fluid-solid separation (4 hours)
– Motion of particles in fluid
– Efficiency of separation
– Flow characteristics
– Design of cyclones and filters
6. Formation of high value powder by size enlargement or size reduction (4 hours)
– Granulation mechanism and granulation rate models
– Particle fracture mechanism, modeling of comminution rate and size distribution,
energy requirements
– Design of size enlargement or size reduction processes
Learning Outcomes
Upon successful completion of this course, students understand and able to perform powder characterization qualitatively and quantitatively including the size distribution, shape and flowability of powders as well as are able to select adequate advanced techniques design unit operations for powder processing.