粉体工程-第一讲粒度表征及粒度分布讲述.ppt

粉体工程学 第一章 粉体的表征与测量 第一章 粉体的表征与测量 粉体基本概念及粒度表征 粒度及粒度分布概念，粒度的表示方法与颗粒形状 粉体粒度分布 粒度分布函数 粉体粒度的测量方法 1、 粉体的基本概念 粉体的粒度即粉体颗粒的大小，是颗粒在空间范围所占大小的线性尺度。一般用“目”或“微米”来表示。 粉体粒度分布即粉体颗粒大小在粉体颗粒群中所占的比例。 2 、粉体粒度表征 一、颗粒粒度的表示方法； 单颗粒 颗粒群 二、颗粒形状分析； 人为规定了一些所谓尺寸的表征方法 三轴径—长形颗粒 统计平均径（定向径） 马丁直径dm（长轴径dmax和短轴径dmin） 弗雷特直径df 投影直径dp 当量径 颗粒与球或投影圆有某种等量关系的球或投影圆的直径 比表面积球当量径 与颗粒具有相同的表面积对体积之比，即具有相同的体积比表面的球的直径 其他 以上各种粒径是纯粹的几何表征量，描述了颗粒在三维空间中的线性尺度。在实际粉末颗粒测量中，还有依据物理测量原理，这时的粒径已经失去了通常的几何学大小的概念，而转化为材料物理性能的描述。 筛分直径dA ； 斯托克斯（Stokes）直径dst ； 阻力直径dd ； 自由沉降直径df ； 因此，除球体以外的任何形状的颗粒并没有一个绝对的粒径值，描述它的大小必须要同时说明依据的规则和测量的方法。 2.2 颗粒形状因数 一、形状指数 均齐度：根据三轴径b、l、h之间比值得： 伸长度n=长径/短径=l/b (≥1) 扁平度m=短径/高度=b/h (≥ 1) Zingg指数F＝伸长度／扁平度＝lh/b2 体积充满度fv,(又称容积系数） fv=lbh/Vp (≥ 1) 面积充满度fb,(又称外形放大系数） fb=A/l〞b〞 (≤1) (2) Krumbein球形度φk 二、形状系数 1、表面积形状系数 2、体积形状系数 3、比表面积形状系数 一些规则几何体的形状系数 球形度φ Wadell球形度φw：与待测颗粒体积相等的球形体的表面积，与该颗粒的表面积之比。 实用球形度φ： 三、粗糙度系数 2.3 颗粒群粒度表示方法 颗粒群平均粒度表示方法 设颗粒群中某一微分区段(或窄级别)的粒径为di，其相应的颗粒数(或产率---相对数量％)为n(W)，则其平均粒径的计算方法主要有以下几种：以个数为基准的平均径； 以质量为基准的平均径； 颗粒群平均粒径分成两类 1. 以颗粒群的总颗粒数去均分粒度之和、总表面积之和或总体积之和所得的平均径，特征是β=0，α=1、2、3 个数长度平均径 个数表面积平均径 个数体积平均径 2.以各粒级中的颗粒个数、粒度之和、表面积之和和体积之和为权对粒径进行平均得到，特征是α-β=1。 个数长度平均径 长度表面积平均径 表面积体积平均径 体积四次矩平均径 表面积体积平均径特别适用于比表面积与平均粒径之间的换算，故又称为比表面积粒径，是一个经常用到的平均粒径。 3. 几何平均粒径 Dg=(Пdin)1/Σn ㏒Dg=Σn㏒di/Σn 几何平均粒径特别适用于服从对数正态分布的粉体物料。由于许多分散的超细粉体物料服从对数正态分布，故对于超细粉体粒子它是一个常用的平均粒径。 不同物理化学过程所采用的平均粒径： 个数长度平均径：蒸发、筛析 表面积体积平均径：传质反应、充填层流体阻力 质量平均径：气体输送、质量效率、燃烧 个数表面积平均径：吸收、粉磨 个数体积平均径：激光粒度仪、库尔特计数器 比表面积径：蒸发、分子扩散、比表面积分析仪 中 位 径（筛分直径）：分离、分级装置性能 斯托克斯径（Stokes)：气体输送、沉降分析 注：粒径表示方法与计算结果相差很大！ 2.4 粒度分布 粒度分布 粒度频率分布、累积分布 粒度分布的特征参数 中位粒径、最频粒径、标准偏差 粒度分布函数表达式 正态分布、对数正态分布、罗辛－拉姆勒分别、高登－安德列耶夫－舒曼分布 2.4.1 粒度频率分布 频率：颗粒总数为N（总质量W），某一颗粒大小(Dp)或某一粒级大小范围(Δ Dp)的颗粒数为np或质量为wp，则在样品中出现的百分含量即为频率(％)。 粒度的频率分布：上述频率与颗粒大小的关系称为频率分布。可用列表法和图示法表示。图示法又分为直方图和分布曲线两种。 例题： 设用显微镜观察N为300个颗粒的粉体样品。经 测定最小颗粒的直径为1.5μm，最大颗粒的直径为12.2μm. 表1 颗粒大小分布数据 图1 颗粒频率分布的等组距直方图及分布曲线图 2.4.2 粒度累积分布 把颗粒大小的频率分布按一定方式累积，便得到相应的累积分布。同样可用列表法和图示法表示。