1 顆粒的描述

1、粉體的粒子學(xué)特性包括粉體的粒子學(xué)特性包括粉體粒徑、粒徑分布、粉體粒徑、粒徑分布、 粒子形狀、密度、流動性、堆積密度、比表面粒子形狀、密度、流動性、堆積密度、比表面 積積等。等。 表示顆粒大小的幾何參數(shù)：大?。ǔ叽纾⑿伪硎绢w粒大小的幾何參數(shù)：大?。ǔ叽纾⑿?狀、比表面積。狀、比表面積。 粉體粒度分布的數(shù)學(xué)描述粉體粒度分布的數(shù)學(xué)描述 粒度測量方法及其選擇粒度測量方法及其選擇 球形顆粒 非球形顆粒 球形顆粒 顆粒的體積：顆粒的體積： 3 6 Vd 球 2 Sd 球 顆粒的表面積顆粒的表面積: : 23 6 6 add d 球 顆粒比表面積顆粒比表面積: :單位體積顆粒所具有的表面積單位體積顆粒所

2、具有的表面積 23 m /m S a V 球 球 非球形顆粒 最大穩(wěn)定度最大穩(wěn)定度 重心最低重心最低 表面積S 體積V 當(dāng)顆粒通過粗篩網(wǎng)并停留在細(xì)篩網(wǎng)當(dāng)顆粒通過粗篩網(wǎng)并停留在細(xì)篩網(wǎng) 上時，粗細(xì)篩孔的孔徑范圍稱為篩上時，粗細(xì)篩孔的孔徑范圍稱為篩 分徑。分徑。 例如：例如：粉末的粒徑為粉末的粒徑為4560目表示目表示 該粉末可通過該粉末可通過45目粗篩網(wǎng)，而停留目粗篩網(wǎng)，而停留 在在60目篩網(wǎng)上。目篩網(wǎng)上。 n絲網(wǎng)篩 國際用標(biāo)準(zhǔn)：國際用標(biāo)準(zhǔn)： 順序排列的各層篩的篩孔尺寸形成以幾何級數(shù)，順序排列的各層篩的篩孔尺寸形成以幾何級數(shù)， 主序列的公比是主序列的公比是2 21/2 1/2=1.414 =1.4

3、14，稱為篩比。，稱為篩比。 主序列相鄰的兩層篩的篩孔的凈面積相差一倍主序列相鄰的兩層篩的篩孔的凈面積相差一倍 插入好幾個輔助系列插入好幾個輔助系列 我國的實驗篩標(biāo)準(zhǔn)我國的實驗篩標(biāo)準(zhǔn)GB6005-85參照參照ISO565-1983制定。制定。 金屬絲編織網(wǎng)篩（方孔）的篩孔尺寸從金屬絲編織網(wǎng)篩（方孔）的篩孔尺寸從125mm到到20m mm 穿孔板篩方形篩孔的尺寸從穿孔板篩方形篩孔的尺寸從125mm到到4mm 圓形篩孔的尺寸從圓形篩孔的尺寸從125mm到到1nm 電成型薄板方形和圓形篩孔尺寸從電成型薄板方形和圓形篩孔尺寸從500m mm到到4m mm 實驗室中已經(jīng)使用小至實驗室中已經(jīng)使用小至1m

4、mm的微孔篩的微孔篩 標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔的大小直接用篩孔的凈尺寸表示標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔的大小直接用篩孔的凈尺寸表示 英美篩制以篩目作為篩號表示篩孔大小英美篩制以篩目作為篩號表示篩孔大小 篩目就是每英寸長度上的篩孔數(shù)。篩目就是每英寸長度上的篩孔數(shù)。 101212 1 10 121 21 ()/2,()/2,., ()/2 ,., mmm mmm xddxdd xdd xd d xd dxdd 粒度特性曲線粒度特性曲線 1-1 1/3 6 V V d 3 6 Vd 球 2 Sd 球 S S d 1-2 3 2 V SV S d d d 1-5 23 6 6 SVdd d 球球 激光粒度儀激光粒度儀 測試范圍寬（最

5、好的激光粒度儀的測量范圍是測試范圍寬（最好的激光粒度儀的測量范圍是0.042000m mm， 一般的也能達(dá)到一般的也能達(dá)到0.1-300m mm），測試速度快（），測試速度快（1-3分鐘分鐘/次），自次），自 動化程度高，操作簡便，重復(fù)性和真實性好，可以測試干粉樣動化程度高，操作簡便，重復(fù)性和真實性好，可以測試干粉樣 品，可以測量混合粉、乳濁液和霧滴等品，可以測量混合粉、乳濁液和霧滴等 激光粒度儀激光粒度儀 激光粒度儀激光粒度儀 激光粒度儀激光粒度儀 激光粒度儀激光粒度儀 BT-9300H結(jié)構(gòu)原理示意圖 庫爾特庫爾特(Coulter counter method) 顆粒計數(shù)器及粒度分析儀顆粒計

6、數(shù)器及粒度分析儀 儀器利用庫爾特原理（電阻變儀器利用庫爾特原理（電阻變 化原理），可對顆粒進(jìn)行計數(shù)化原理），可對顆粒進(jìn)行計數(shù) 和粒度分析，適合樣品包括：和粒度分析，適合樣品包括： 各類粉體、水中雜質(zhì)粒子、油各類粉體、水中雜質(zhì)粒子、油 中雜質(zhì)粒子、各種細(xì)胞、酵母、中雜質(zhì)粒子、各種細(xì)胞、酵母、 海藻、浮游生物、海水沉淀物、海藻、浮游生物、海水沉淀物、 大小輸液、乳液、食品添加劑、大小輸液、乳液、食品添加劑、 涂料、染料、高分子聚合單體、涂料、染料、高分子聚合單體、 生化制品等。生化制品等。 1-3 1-2S V 對于無孔顆粒，可由顆粒的比表面積求得： 比表面積比表面積 顆粒密度顆粒密度 3 S 6

7、 PV d d 準(zhǔn)確性？準(zhǔn)確性？ 4 a A d L L d 1-6 由沉降法所測的尺寸為由沉降法所測的尺寸為Stokes尺寸尺寸 f分別為沉降介質(zhì)的粘性系數(shù)和密度分別為沉降介質(zhì)的粘性系數(shù)和密度 球形顆粒的等沉降速度球形顆粒的等沉降速度 g重力加速度重力加速度 18 t st Pf u d g m 1-6 沉降法是根據(jù)不同粒徑的顆粒在液體中的沉降速度不同測量沉降法是根據(jù)不同粒徑的顆粒在液體中的沉降速度不同測量 粒度分布的一種方法。粒度分布的一種方法。 Stokes定律：在重力場中，懸浮在液體中的顆粒受重力、浮力定律：在重力場中，懸浮在液體中的顆粒受重力、浮力 和粘滯阻力的作用將發(fā)生運動，其運動

8、方程就是和粘滯阻力的作用將發(fā)生運動，其運動方程就是Stokes定律。定律。 18 t st Pf u d g m 必須根據(jù)具體條件選用合適的方法必須根據(jù)具體條件選用合適的方法: : 篩分法，以一個主尺寸（篩孔尺寸）表示顆粒的大小篩分法，以一個主尺寸（篩孔尺寸）表示顆粒的大小 沉降法，用沉降速度當(dāng)量直徑表示顆粒的大小沉降法，用沉降速度當(dāng)量直徑表示顆粒的大小 顯微鏡統(tǒng)計眾多的顆粒直徑，顯微鏡統(tǒng)計眾多的顆粒直徑，MartinMartin徑或徑或FeretFeret徑徑 , 3 V j j V d 2 , 3 , , ,S jjSV j V S j SV j V jV jjj d S S Vdd ,

9、2 S j j S d 2 2 SVSV SV Add Add 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 3 2 V SV S d d d 1-5 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。 2 2 SVSV SV Add Add 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

10、等的球形顆粒： 1 112 333 3 22 666 0.806 6 VSV V dlAdl V S d d SVVdd 3 / / iV S V md d mi d 1 3 3 (/) SV i V d md 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)！ dV mi=1 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0.83 H=2d0.83 長方體 1:2:20.77 H=4d0.731:2:40.68 圓盤 H=d/20.831:4:40.64 H=d/40.69 橢球體 1:1:

11、20.93 H=d/100.581:1:40.78 長方體 1:1:10.811:2:20.92 1:1:20.771:2:40.79 1:1:40.681:4:40.70 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 2 18 PfV t gd u m ？球形和非球形哪個自由沉降速度快？球形和非球形哪個自由沉降速度快？ ？為什么？為什么？

12、 2 , 18 tt V t S PfV V uu K u gd m m 體積相同的球體積相同的球 以速度差異進(jìn)行顆粒形狀區(qū)分的一種方法。以速度差異進(jìn)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！ 實驗結(jié)果表明，顆粒的實驗結(jié)果表明，顆粒的Stokes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）： 0.83 VK 精度如何？見數(shù)據(jù)擬合圖。精度如何？見數(shù)據(jù)擬合圖。 Curve fitting 顆粒 P (kg/m3) dV/cm 介質(zhì)粘度 Pas 沉降速度 (cm/s) 小米140

13、00.15830.27150.27151.0543 黃米13280.20700.25570.39320.9796 小楂子14910.12100.27430.15670.8769 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