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1、粒度分布及其表述 粒径的准确含义是:“被测颗粒就沉降速度而言,相当于某一球体的大小”。通常把这种粒径称为斯托克斯直径,也可称为等效沉降速度粒径。类似地,激光粒度仪给出的粒径可称为等效散射光粒径;库尔特计数器给出的粒径可称为等效电阻粒径等等。总之,现有的所有的粒度测量手段给出的粒径都是等效粒径。因此除了球形颗粒以外,测试结果同仪器原理有关,或者说同“等效”所参照的物理参数或物理行为有关。仪器原理不同,一般来说测试结果是不同的。只有当颗粒是球形时,不同原理仪器 根据现实的各种粒度测量仪器的工作原理,不妨将“粒
2、径”定义如下: 当被测颗粒的某种物理特性或物理行为与某一直径的同质球体(或其组合)最相近时,就效粒径(或粒度分布)。 · 把该球体的直径(或其组合)作为被测颗粒的等 该定义包含如下几层含意:的结果才可能相同。 光粒度仪,参考文献3)。 §3粒度分布及其表述 上一节介绍了粒径的概念。它是一个颗粒大小的量度。而粉体样品是由成万上亿个颗粒组成的,颗粒之间大小互不相同。此时,其大小需要用粒度分布来描述。所谓粒度分布,就是粉体样品中各种大小的颗粒占颗粒总数的比例。 为了表达粒度分布,通常从小到大(也
3、可 以从大到小)按一定的规则选多个代表粒径x0,x1,x2,………,xm,组成相应的粒径区间: [x0,x1],[x1,x2],[x2,x3],………,[xm-,xm], 1 (1)粒度测量实质上是通过把被测颗粒和(2)不同原理的仪器选不同的物理特性或 -3- 各区间内的颗粒的相对重量: w1,w2,w3,………,wm, 同一种材料构成的圆球相比较而得出的; 就组成了粒度的重量分布。在此, 用沉降速度,激光粒度仪选用散射光能分布,筛分法选用颗粒能否通过筛孔等等; (3)将待测颗粒
4、的某种物理特性或物理行为与同质球体作比较时,有时能找到一个(或一组)在该特性上完全相同的球体(如库尔特计数器,详见§6.2),有时则只能找到最相近的球体(如激光粒度仪,详见§5)。由于理论上可以把“相同”作为“相近”的特例,所以在定义中用“相近”一词,使定义更有一般性; (4)将待测颗粒的某种物理特性或物理行为与同质球体作比较时,有时能找到某一个确定的直径的球与之对应,有时则需一组大小不同的球的组合于之对应,才能最相近(例如激 上述用各粒径区间上的颗粒重量表示的粒度分布称为粒度的微分分布或频度分布。在实际
5、应用中,也有用累积值表示粒度分布的,称为累积分布。它表示粒度从无限小到某代表粒径之间的所有颗粒重量占总重量的百分比,用W1,W2,W3,………,Wm 表示,式中, i 物理行为作为比较的参考量,例如:沉降仪选 Wi= §3.1粒度分布的表达 wj, j=1 i=1,2,....m;表示粒径小于xi的所有颗粒的重量占总重量的百分比。这种累积方式称作从小到大累积。 累积方式也有从大到小进行的,表示所有大于xi的颗粒的重量占总重量的百分比,用Wi’表示:显然 Wi= , m 粒度分
6、布曲线(图3)与分布表相对应。分布表给出了详尽的定量数据,分布曲线则以形象、直观的方式给出了粒度分布。 wj, 粒径 (mm) 表3“粒度分布表”示例 微分分布累积分布 (%) (%) 粒径 (mm) 微分分布累积分布 (%) (%) Wi+Wi=1, , 上述以重量为单位表示的粒度分布称为重量分布。通常,样品中的所有颗粒有着相同的真密度,所以重量分布与体积分布一致,故又称体积分布。在没有特别说明时,仪器给出的粒度分布一般指重量或体积分布。 有时也用颗粒个数表示粒度分布,即
7、n1,n2,n3,………nm, 0.200.240.280.330.390.460.550.650.770.911.081.281.511.792.212.502.963.514.154.915.81 0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.001.766.08 0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00
8、1.767.84 6.888.149.6411.4113.5015.9818.9122.426.531.337.143.952.061.572.886.1101.9120.6142.8169.0200.0 13.2514.6311.758.289.5412.779.877.234.070.760.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00 21.093