第二章颗粒的几何特性与表征(修改)ppt课件.ppt
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1、第二章 颗粒的几何特性与表征,“本征”参数,?,最基本内容,?,2.1 颗粒的大小与分布,颗粒几何特征:颗粒大小、形状、比表面积、孔径等,尺寸大小是颗粒最重要的几何特征参数,表征颗粒尺寸的主要参数:粒径、粒度、粒度分布值,2.1 颗粒的大小与分布,1.粒径和粒度粒径:单个颗粒为对象,表征单颗粒几何尺寸的大小粒度:颗粒群为对象,表征所有颗粒在总体上几何尺寸大小的概念,2.1 颗粒的大小与分布,1. 单颗粒的粒径,2.1 颗粒的大小与分布,1)轴径:以颗粒某些特征线段,通过某种平均方式,表征单颗粒的尺寸大小,2.1 颗粒的大小与分布,球当量径:用与颗粒具有相同特征参量的球体直径来表征单颗粒的尺寸大
2、小圆当量径:用与颗粒具有相同投影特征参量的圆的直径表征单颗粒的尺寸大小,等效体积直径,等效表面积直径,等效重量直径,最短直径,最长直径,等效沉降速率直径,筛分直径,2.1 颗粒的大小与分布,定向径:以光镜(或电镜)进行颗粒形貌图像的粒度分析中,对所统计的颗粒尺寸度量,均与某一方向平行,且以某种规定的方式获取每个颗粒的线性尺寸,作为单颗粒的粒径,最大弦直径Feret径投影圆当量径(Heywood径)Martin径,2.1 颗粒的大小与分布,1.2. 颗粒群的平均粒度 表征颗粒群所有颗粒在尺寸和相对数量上尺寸大小的总体平均量值 根据数理统计原理,通过对颗粒群中所有单颗粒粒径及相对数量的加权平均计算
3、,2.1 颗粒的大小与分布,设:颗粒群的粒径分别为:d1,d2, d3, di dn;相对应的颗粒个数为n1 ,n2 ,n3 , ni nn ,总个数为 ni ;相对应的质量数为1 ,2,3 ,in ,总个数为i ; 以颗粒个数为基准和质量为基准的平均粒径计算公式,2.1 颗粒的大小与分布,计算平均粒径方法的选择:选择平均粒径的计算方法时,应考虑所研究对象的性质。只有建立在正确的规定性质的基础上,这样的计算公式才有物理意义。,2.1 颗粒的大小与分布,2.1 颗粒的大小与分布,2.粒度分布粒度分布:将颗粒群以一定的粒度范围按大小顺序分为若干级别(粒级),各级别粒子占颗粒群总量的百分数。个数基准
4、粒度分布(颗粒群总量以个数表示)质量基准粒度分布(颗粒群总量以质量表示),工业上一般采用质量基准,2.1 颗粒的大小与分布,平均粒径提供的颗粒群特征信息有限粒度分布表征:颗粒群中各颗粒的大小对应的数量比率,颗粒的尺寸量值(粒径量值),尺寸量值对应的相对数量值(比率值),2.1 颗粒的大小与分布,2.2 粒度分布的表示方式列表法、作图法、矩值法、函数法(一)列表法 将粒度分析得到的数据和由此计算的数据列成表格粒级及对应的相对百分含量小于某一粒径的筛下累积百分含量平均粒径,2.1 颗粒的大小与分布,优点:通过列表能表示出各的分布情况,找出主导粒级、各级别和全体物料的平均粒度和指定粒度的累计含量等。
5、缺点:数据量大时,列表麻烦,数据不连续,不能马上读出表中示列出的数据。,频率矩形分布图(非连续)频率连续分布图(连续)累积分布图,2.1 颗粒的大小与分布,(二)作图法能更直观反映比较颗粒组成特征,表征粒度分布范围内,任意尺寸颗粒的相对分布频率,可反映任意某一级粒级颗粒的相对含量,筛上累积分布图,筛下累积分布图,表征粒度分布范围内,大于或小于某一级粒级尺寸所有颗粒占总量的相对含量,2.1 颗粒的大小与分布,(1)频率矩形分布图优点:能一目了然地看出各级粒度的变化及主导级别等情况;缺点:非连续分布,缺少各粒级区间内含量变化信息,不能完整反映粒群的粒度特性。,方便读出频率分布最大值及对应粒度,频度
6、分布函数,2.1 颗粒的大小与分布,用大于或小于某一粒径d的颗粒质量wi占颗粒群总质量W的百分数来表示筛上(正)累积百分数(R,%)或筛下(负)累积百分数(U,%)。,颗粒累积分布函数,颗粒筛下累积分布函数,颗粒筛上累积分布函数,2.1 颗粒的大小与分布,U=100-R%,Representing sizing data,Size data eg: table,Representing sizing data,Size distribution,Representing sizing data,Size distribution,Representing sizing data,Cumulat
7、ive size distribution,Representing sizing data,Cumulative size distribution,Representing sizing data,Cumulative size distribution,terminology,P50,P50,50%,2.1 颗粒的大小与分布,(4)函数法 用数学模型粒度分布方程(粒度特性方程)描述粒度分布规律函数类型选择或拟合不当会引起较大的分析误差,粒度特性方程目前均为经验式,2.1 颗粒的大小与分布,特点:便于进行统计分析、数学计算和应用电子计算机进行更复杂的运算。 粒度分布方程不仅能表示粒度分布情
8、况,而且通过解析法可求出各种平均直径、比表面积、单位质量颗粒数等。,2.1 颗粒的大小与分布,(1)正态分布一条钟形对称曲线,气溶胶和沉淀法制备的粉体,曲线越胖,数据越分散,曲线越瘦,数据越集中,2.1 颗粒的大小与分布,U(D)转为标准正态分布t =1, U(D)=0.8413t =-1,U(D)=0.1587t =0, U(D)=0.5,线性相关度越高,越接近正态分布,2.1 颗粒的大小与分布,(2)对数正态分布 大多数粉体,尤其是粉碎法制备的粉体通常服从对数正态分布 频度曲线不对称,曲线峰值偏向小粒径一侧,2.1 颗粒的大小与分布,线性相关度越高,越接近正态分布,2.1 颗粒的大小与分布
9、,对数正态分布各种平均直径的计算公式见下表:,2.1 颗粒的大小与分布,(3)Rosin-Rammler分布 粉体产品或粉尘,特别在硅酸盐工业中,尤其是煤炭、石灰石等脆性物料经各种破碎、磨碎设备处理后的产物。 罗辛(Rosion)拉姆勒(Rammler)方程,简称为RRSB方程,2.1 颗粒的大小与分布,De特征粒径,值越大,粒群总体尺寸越偏大,即 R(D)=36.8% 或U(D)=63.2% 时,对应的粒度,n方程模数,均匀系数,表示粒度范围的宽窄,数值越大,粒度分布范围越窄,2.1 颗粒的大小与分布,(4)盖茨(Gates)高登(Gaudin)舒兹曼(Shuzman)粒度特性方程,简称GG
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