3.颗粒的形状与测量.pptVIP

颗粒的形状 粉体工程第三讲 颗粒形状术语 颗粒的形状是指一个颗粒的轮廓或表面上各点所构成的图象。由于颗粒的形状千差万别，所以对于形状的描述也不能随意，见表1-8 描述颗粒形状的参数 形状描述模型 厚度---------------T 短径---------------B T与B垂直 长径--------------L 描述颗粒形状的参数 均齐度 充满度 球形度 圆形度 原角度 表面指数 形状系数 颗粒形状的数学分析 颗粒形状的数学分析是指将颗粒的几何形状用一些函数来表述，常见的表述方法有Fourier法，方波函数法和分数维法 Fourier法 Fourier法是由一系列正玄函数和余弦函数组成，这些函数相互叠加会产生不同的效应。如： 半径向量法：极坐标法 纯正玄函数法 粒度的测定 筛分法 定向径测量 光衍射法测量 电传感测量 沉降法测粒度 筛分的优缺点 优点 统计量大, 代表性强 便宜 重量分布 缺点 下限38微米 人为因素影响大 重复性差 非规则形状粒子误差 速度慢 显微镜方法的优缺点 优点 可直接观察粒子形状 可直接观察粒子团聚 光学显微镜便宜 缺点 代表性差 重复性差 测量投影面积直径 速度慢 优点 测量重量分布 代表性强 经典理论, 不 同 厂 家仪器结果对比性好 价格比激光衍射法便宜 缺点 对于小粒子测试速度慢, 重复性差 非球型粒子误差大 不适应于混合物料 动态范围比激光衍射法窄 自然重力状态下的d～t的函数（Stokes） 离心力状态下的d～t函数 沉降法方法的优缺点 * 颗粒的形状对粉体的物理性能、化学性能、输运性能和工艺性能有很大的影响。例如，球形颗粒粉体的流动性、填形性好，粉末结合后材料的均匀性高。涂料中所用的粉末则希望是片状颗粒，这样粉末的覆盖性就会较其他形状的好。科学地描述颗粒的形状对粉体的应用会有很大的帮助。同颗粒大小相比，描述颗粒形状更加困难些。为方便和归一化起见，人们规定了某种方法，使形状的描述量化，并且是无量纲的量。 颗粒大小和形状表征 颗粒的形状 一个任意形状的颗粒，测得该颗粒的长、宽、高为l、b、h，定义方法与前面讨论颗粒大小的三轴径规定相同，则： 扁平度 延伸度 颗粒大小和形状表征 扁平度m与延伸度n 颗粒形状 颗粒大小和形状表征 充满度 颗粒形状 FV=LBT/V FS=LB/A 与颗粒等体积的球的表面积与颗粒的表面积之比 颗粒大小和形状表征 球形度 可以看出： 1. ； 2. 颗粒为球形时， 达最大值。 颗粒形状 一些规则形状体的球形度： 颗粒大小和形状表征 颗粒形状 颗粒大小和形状表征 圆形度 颗粒形状 Ψ=Πd/L D2=4A/Π 颗粒大小和形状表征 圆角度 颗粒形状 F=∑ri/NR 若以Q表示颗粒的几何特征，如面积、体积，则Q与颗粒粒径d的关系可表示为： 式中，k即为形状系数。对于颗粒的面积和体积描述，k有两种主要形式，分别为： 颗粒大小和形状表征 形状系数 颗粒形状 表面形状因子 (j表示征对于该种粒径的规定) 与π的差别表示颗粒形状对于球形的偏离 颗粒大小和形状表征 形状系数 颗粒形状 与 的差别表示颗粒形状对于球形的偏离 颗粒大小和形状表征 体积形状因子 形状系数 颗粒形状 1．筛分析法 （40μm） 国际标准筛制：Tyler(泰勒)标准 单位：目 目数为筛网上1英（25.4mm）寸长度内的网孔数 (a，d单位mm) 25.4 a d 2.显微镜 采用定向径方法测量 光学显微镜 0.25——250μm 电子显微镜 0.001——5μm 显微镜测定粒度要求统计颗粒的总数： 粒度范围宽的粉末———10000以上 粒度范围窄的粉末———1000 左右 3.光衍射法粒度测试 测量原理 当光入射到颗粒时，会产生衍射，小颗粒衍射角大，而大颗粒衍射角小，某一衍射角的光强度与相应粒度的颗粒多少有关。 测量原理示意图 激光衍射 0.05—500μm X光小角衍射 0.002—0.1μm 测量方法 4.电传感法粒度测试 测量原理 当一个小颗粒通过小孔时，所产生的电感应，即电压脉冲与颗粒的体积成正比。 无颗粒时单元的电阻 有颗粒时单元的电阻 仪器对脉冲计数并归档，即可计算出有关粒度参量 3.沉降法法粒度测试 测量原理 在具有一定粘度的粉末悬浊液内，大小不等的颗粒自由沉降时，其速度是不同的，颗粒越大沉降速度越快。如果大小不同的颗粒从同一起点高度同时沉降，经过一定距离(时间)后，就能将粉末按粒度差别分开。 测量原理示意图 t=0