第11-粒度分析
粒度分析原理
粒度分析原理
粒度分析是指对物质颗粒的大小进行分析和测量的一种方法。
在材料科学、化学工程、土木工程等领域，粒度分析都具有重要的应用价值。
本文将介绍粒度分析的原理及其在实际应用中的意义。
首先，粒度分析的原理是基于颗粒的大小和形状进行测量和分析。
颗粒的大小可以通过筛分、激光粒度仪、显微镜等方法进行测量。
而颗粒的形状则可以通过显微镜、图像分析等技术进行观察和分析。
通过对颗粒大小和形状的分析，可以得到颗粒的分布特征，如颗粒的平均大小、大小分布范围等参数。
其次，粒度分析在实际应用中具有重要的意义。
首先，粒度分析可以帮助科研人员了解材料的物理特性。
不同大小和形状的颗粒对材料的性能有着重要的影响，因此通过粒度分析可以为材料的设计和改进提供重要的参考依据。
其次，粒度分析在工程领域中也具有广泛的应用。
例如在土木工程中，对土壤颗粒的大小和形状进行分析可以帮助工程师选择合适的土壤材料，从而保证工程的稳定性和安全性。
总之，粒度分析是一种重要的分析方法，它可以帮助科研人员和工程师了解材料的物理特性，为材料的设计和改进提供重要依据。
在实际应用中，粒度分析也具有广泛的应用价值。
因此，我们应该加强对粒度分析原理的学习和研究，不断提高粒度分析技术的水平，为科学研究和工程实践提供更好的支持。
通过对粒度分析原理的深入了解，我们可以更好地应用这一分析方法，为科学研究和工程实践提供更好的支持。
希望本文能够对大家有所帮助，谢谢阅读！。
双锥混合机验证方案
概述双锥混合机是一种常用于实验室和工业生产中的混合设备。
验证双锥混合机的性能和功能对于确保产品质量和生产效率至关重要。
本文档将介绍一种用于验证双锥混合机的方案，包括实验设备、测试方法和数据分析。
实验设备1.双锥混合机：选择一台符合需求的双锥混合机作为实验设备。
2.原料：选取合适的原料用于混合实验。
确保原料的特性与实际生产中使用的原料相似。
3.称量仪：用于准确称量原料，确保实验过程中的原料用量准确性。
4.温湿度计：用于监测混合机环境的温度和湿度。
测试方法1.设置混合机参数：根据实际生产需求，设置双锥混合机的转速、混合时间等参数。
2.准备原料：根据实验设计，准备所需的原料，并使用称量仪准确称量。
确保原料的质量和比例符合要求。
3.添加原料：将准备好的原料逐步添加到双锥混合机中，并按照设定的参数进行混合。
4.记录实验数据：实时监测混合机环境的温度和湿度，并记录下来。
同时，记录混合机混合过程中的转速和混合时间。
5.采样分析：在混合完成后，从混合机中取出样品进行分析。
使用适当的分析仪器，如粒度分析仪、显微镜等，对混合后的样品进行测量和观察。
记录下样品的粒度分布、颗粒形态等数据。
6.数据分析：根据实验数据，对混合后的样品进行数据分析。
比较实验结果与预期要求，评估双锥混合机的性能和功能。
数据分析通过对实验数据的分析，可以评估双锥混合机的混合效果及其与实际生产要求的符合程度。
以下是一些常用的数据分析方法：1.粒度分析：通过粒度分析仪，测量混合后样品的粒度分布。
与预期的粒度范围进行比较，评估混合效果。
2.显微镜观察：使用显微镜观察混合后样品的颗粒形态和结构，评估混合的均匀程度。
3.物理性质测量：测量混合样品的物理性质，如密度、流动性等。
与实际需求进行比较，评估混合机的性能。
4.成品质量测试：将混合后样品用于实际产品制备，并对产品进行质量测试。
比较产品质量与实际要求，评估混合机的功能及其对产品质量的影响。
5.统计分析：对实验数据进行统计分析，计算平均值、标准差等指标，评估数据的可靠性和重复性。
碎散物料的粒度组成及分析
碎散物料的粒度组成及分析引言在工业生产和实验中，我们经常需要对各种碎散物料进行粒度分析，以了解其颗粒大小及组成情况。
粒度分析是一项重要的技术，可以广泛应用于建筑材料、矿石资源、环境监测、粉末冶金等多个领域。
本文将介绍碎散物料的粒度分析的基本原理和常用方法，并通过实例说明如何进行碎散物料的粒度组成分析。
1. 粒度分析的基本原理粒度分析是指对物料中的颗粒按照一定规则进行分类和计数的过程。
其基本原理是基于颗粒的大小和形状进行分析，通常使用颗粒筛分或光学显微镜等方法来确定颗粒的尺寸。
常用的粒度分析原理包括筛分法、沉降法、光学法、电子方法等。
其中，筛分法是最常用的一种方法，通过将物料通过一系列不同孔径的筛网进行筛分，以分析颗粒的大小分布。
2. 常用的粒度分析方法2.1 筛分法筛分法是最常用的一种粒度分析方法。
该方法通过一组具有不同孔径的标准筛网，将物料按照颗粒尺寸分离。
筛分的原理是通过筛网的孔径大小来限制颗粒的通过，筛网上方的物料为未通过的颗粒，筛网下方的物料为通过的颗粒。
具体的筛分过程是将物料样品倒入筛分机，通过振动装置进行筛分，各个筛网根据孔径大小排列，从上至下逐级筛分。
筛分结束后，可以根据每个筛网中颗粒的重量或质量来分析颗粒的大小组成。
2.2 光学法光学法是一种通过光学显微镜或相机对颗粒进行观察和测量的方法。
该方法适用于颗粒较小的情况，可以直接获得颗粒的图像，通过图像处理软件进行测量和分析。
光学法的优点是可以观察颗粒的形状和结构，对非球形颗粒也能进行分析。
然而，光学法对颗粒的数量较少，且需要较长时间进行观察和测量。
2.3 沉降法沉降法是一种通过颗粒在液体中的沉降速率来分析颗粒大小的方法。
该方法适用于细颗粒和胶体颗粒的分析。
沉降法的基本原理是根据斯托克斯定律，颗粒在液体中的沉降速度与颗粒直径成正比。
通过测量颗粒在一定时间内的沉降距离和时间，可以计算出颗粒的大小。
3. 碎散物料粒度组成分析的实例假设我们需要对一种建筑材料中的碎散物料进行粒度组成分析。
水文学原理-第11章 河流泥沙
随水流运动以及构成河床的固体颗粒称为河流泥沙，又称固 体径流，它不仅包括在水流中运动或相对静止的粗细泥沙， 还包括河道中的砾石与卵石。
泥沙运动和沉积是河流中重要的水文现象，对河流水文情势、 河流发育以及河床演变影响极大。鉴于我国大多数河流挟带 泥沙，兴修水利工程（防洪、航运、灌溉、发电、港口码头） 和进行流域治理时，不仅需要研究河流水文情势，也要考虑 与之相伴的泥沙运动状况。
2020年2月1日
21
上述泥沙粒径频率分布曲线与泥沙粒径累积频率分布曲线统称为泥 沙粒径级配曲线。 天然河流河床的泥沙粒径级配曲线形态会因河流类型不同而不同。
许多山区河流河床泥沙粒径频率分布曲线存在明显的双峰，一个 峰对应粗卵石和细砾石，另一个峰对应粗砂，相应累积频率曲线 呈现为板凳状。这是因为除了较难冲动的粗大卵石以外，细小的 砂子可以填塞到粗大卵石组成的骨架空隙中，冲刷较少，因而含 量较高。当然也有的山区河流床的泥沙粒径频率分布曲线只有一 个单峰。
2020年2月1日
29
比重——固体泥沙颗粒重量与同体积4℃水的重量之比。无量纲，
一般泥沙比重：=2.65
有效容重系数（有效密度系数）：泥沙在水中运动状态，既与泥沙
容重有关，又与水的容重有关，在分析计算时，常出现相对数值，为
简便起见，常取a=1.65.
a s
a s
4
1、坡面侵蚀 流域表层的土壤或岩石碎屑在风吹日晒、水冲以及地球重力的 作用下，从原来所处状态剥离、冲刷、搬运而随径流注入河道 的水土流失过程，称为坡面侵蚀。 坡面侵蚀从形态上又有层状、沟状、陷穴、滑坡、塌岸等侵蚀 类型。
2020年2月1日
当降水发生在较为平整、植被 较差的坡面上所形成的漫流会 将土壤或岩石碎屑成层剥蚀， 即层状侵蚀。
第11-粒度分析分析解析
按照Mie 理论，散射光的振幅函数可以表示为：
s
2l 1 (al l bl l ) l 1 l (l 1)
其中 l、 l 仅与有关，而Mie 系数al 、bl 则与m 和有关。
在波长一定的情况下，尺寸参数正比于粒径D。 D 越小随之越小。 光强又与振幅S的平方成正比，
六通阀处在吸附位置时，图中六通阀实线路通，样品管中流过的气体是 N2+He的混合气称为平衡气。样品管中放入吸附剂，将装液氮的保温瓶套 在样品管上，样品即在低温吸附。此时热导池的测量臂和参考臂上经过 的都是裁气，所以没有信号输出。
六通阀处在脱附位置时，图中六通阀虚线路通，此时把装液氮的保 温瓶从样品管上取下来，样品在常温下脱附，载气流经样品管，将 脱附出的N2裁至热导池测量臂。此时热导池的参考臂和测量臂流经的 气体有差别，则有信号输出，在记录仪上记下峰形，在积分仪上显 示出峰面积。 由以上过程可见这样记录下来的峰面积所对应的量除样品所脱附的 外，还包括样品管和六通阂空间所存留的N2。把这部分N2的体积换算 成标准状态的体积，称为等效死空间，在计算时必须扣除。 利用表面及分析还可以测定孔径及孔隙率
此时每一间隔内的百分数等于相应矩形面积占所有矩形总面积的ห้องสมุดไป่ตู้分数。
2. 频度分布曲线
如图所示，按Δφ ／ D —D矩形图作一折线或光滑曲线。只有测 量的粒度间隔D足够小时，获得的曲线才有意义。它称为频度分布曲线。 其意义是：任一粒度间隔内颗粒的百分数等于曲线下方该间隔内的面积 占曲线下方总面积的百分数。
Micromeritics Gemini V Series of surface area analyzers
童祜嵩 :颗粒粒度与比表面积测量原理 上海科技出版社 1989
粒度计算
（二）粒度计算的内容和目标
2 粒计算的目标
粒度计算有两个目的（1）人类问题求解（2）实 现机器问题求解。人类智能与机器智能之间存在某 种共同的原则，尽管两者两者的实现机制有差异。 其基本思想是寻求统一的框架来整合人类智能与机 器机器智能的认知系统。求得机器问题求解与人类 问题的求解的一个统一模型。
粒度计算原理方法
屈文建
目录
（一）粒度计算的基本思想
1 粒 2 粒度
（二）粒度计算研究的内容及目标
1 内容 2 目标
•屈文建 Email: wjqu11@
பைடு நூலகம்
（一）粒度计算的思想 1粒
粒，目前尚无明确的概念解释，粒可以看成是 构成事物现象的一个层次，我们可以称最小的，不 可再分的粒为基本粒 。 在集合理论的研究中（如粗糙集理论，商空间 理论，聚类分析理论等）粒被定义为论域的子集。 在规划问题中，较小的粒是指将较大的规划问题分 解成若干较小的子规划问题中的每个小步骤。在程 序设计中，基本粒就是一个程序模块。
•屈文建 Email: wjqu11@
（二）粒度计算的内容和目标
1 粒计算的内容
基于粒计算的商空间问题求解理论，基于信息粒 度的模糊集的问题求解理论，基于覆盖粗糙集粒度 计算，粒度计算在进化计算，机器学习中的应用， 基于粒度计算的信息检索等。
•屈文建 Email: wjqu11@
•屈文建 Email: wjqu11@
（一）粒度计算的思想
3 粒之间的关系
描述粒之间的关系常使用二元关系，往往根据粒 的大小定义粒之间的序关系，特定问题中这种序关 系可以被定义“大于或等于”，“比…更抽象”， “比…更粗糙”。这种序关系是自反的，传递的， 但不一定是对称的，这个序关系将粒连接在一起。
早强剂检测报告
早强剂检测报告引言本报告旨在对早强剂进行检测并提供详细的分析结果。
早强剂是一种在建筑施工中使用的材料，其具有促进混凝土早期硬化和强度发展的特性。
为了确保早强剂的质量和安全性，本次检测对早强剂进行了严格的实验室测试和分析。
实验方法样本准备从不同供应商处采购了5个早强剂样品，每个样品重复采集3份样本，并在实验室中进行分析。
为了保证测试结果的准确性，对于每份样本，都进行了混合均匀处理。
物理性能测试对早强剂样品进行了以下物理性能测试：1.外观观察：观察样品的颜色、纯度和是否存在颗粒状物质。
2.相对密度测试：使用比重法测定样品的相对密度。
3.粒径分布分析：使用激光粒度分析仪测定样品中的粒径分布。
4.比表面积测试：使用比表面积分析仪测定样品的比表面积。
化学成分分析通过以下方法对早强剂样品进行了化学成分分析：1.硅含量测试：使用光谱分析仪测定样品中的硅含量。
2.铝含量测试：使用化学分析方法测定样品中的铝含量。
3.钙含量测试：使用火焰原子吸收光谱法测定样品中的钙含量。
4.其他重要成分测试：使用适当的分析方法测定样品中的其他重要成分，如氧化镁等。
实验结果物理性能测试结果在进行物理性能测试后，获得了以下结果：•外观观察：所有早强剂样品均呈细粉末状，无颗粒状物质，并具有良好的纯度。
•相对密度：样品A的相对密度为2.35 g/cm³，样品B的相对密度为2.42 g/cm³，样品C的相对密度为2.38 g/cm³，样品D的相对密度为2.37g/cm³，样品E的相对密度为2.40 g/cm³。
•粒径分布分析：样品A中粒径分布主要集中在10-100微米之间，样品B和样品E的粒径分布主要集中在5-50微米之间，样品C和样品D的粒径分布主要集中在1-10微米之间。
•比表面积：样品A的比表面积为10 m²/g，样品B的比表面积为12 m²/g，样品C的比表面积为9 m²/g，样品D的比表面积为11 m²/g，样品E 的比表面积为13 m²/g。
激光粒度分析仪的操作注意事项介绍
激光粒度分析仪的操作注意事项介绍激光粒度分析仪是一种仪器设备，用于分析物质颗粒的大小分布，其原理是通过激光光源得到物质颗粒散射光的强度，再依据光强度来计算颗粒大小。
在使用激光粒度分析仪的过程中，需要注意一些操作事项，以保证测试结果的准确性和仪器的安全运行。
1. 样品准备在进行样品准备时，需要注意以下几点：1.样品的浓度：样品的物质浓度不能太高，否则会导致颗粒凝聚不能散开而影响测试结果，一般情况下浓度应该控制在0.1-1.0mg/ml之间。
2.样品的清洁：样品应该经过清洗和筛选处理，以去除杂质和颗粒凝聚的情况。
3.样品的稳定性：为避免样品在测试过程中的漂移现象，应该选用稳定的样品。
对于不稳定的样品，需要在测试前进行处理。
2. 仪器操作在使用仪器时，需要注意以下几点：1.仪器的预热：在操作前应该先进行仪器预热，一般需要20-30分钟左右的时间。
2.仪器的清洁：测试结束后应该对仪器进行清洁，以保证仪器的稳定性和测试结果的准确性。
3.仪器的检查：在进行测试前应检查仪器是否正常工作，是否存在故障。
4.光路系统的校准：在测试前需要进行光路系统的校准工作，以保证测试结果的准确性。
3. 测试条件在进行测试时，需要满足以下条件：1.适当的样品体积：样品体积应该适当，避免过大或过小，一般情况下样品体积应该控制在1-2ml之间。
2.适当的搅拌速度：搅拌速度应该适当，以保证样品状态稳定，一般情况下搅拌速度应该控制在1000-2000rpm之间。
3.适当的温度：在测试前需要将样品温度恢复到室温，以保证测试准确性。
4. 测试结果分析在测试结束后，需要对测试结果进行分析，此时需要注意以下几点：1.结果的可靠性：为保证结果的可靠性，需要进行多次测试，得到的结果稳定且接近时方可认为结果正确可信。
2.分析思路的正确性：在对结果进行分析时，需要根据各项指标和实际情况进行分析，只有找到问题的根源，才能制定出有效的解决方案。
3.结果文件保存：测试结果输出后应保存好文件，以备后续参考使用。
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-
fN Dα
-
fN D β
当＝1 ，＝0 当＝2 ，＝0 当＝2 ，＝0
DL平均＝
ND N
为长（短）平均尺寸；
1
DS平均＝
ND2
2
N
为面积平均；
1
DV平均＝
ND3 3 N
为体积平均
这三个平均值的共同特征是以颗粒群的颗粒个数去均分粒度之和、总面积 或总体积所得的平均值。就此意义来说，例如体积平均径Dv是与该颗粒群 的颗粒形状相同，总体积相同，颗粒数相同，但粒度均匀的一个假想颗粒 群的粒度。
实际颗粒群的粒度分布严格来说都是不连续的，但大多数颗粒群的粒度 分布可以认为是连续的。在实际测量中，往往将连续的粒度分布范围视为 许多个离散的粒级(粒度级分)，测出各粒级中的颗粒个数百分数或重量百 分数Δφ ，或者测出小于(有时用大于)各粒度的累积个数百分数或累积重 量百分数φ。上述百分数用分数代替当然也可以。用一切逐个测量的方法 例如显微镜法及计数器法，获得的是个数分布数据。用筛分折法和沉降法 等，则获得重量分布数据。
连同吸收的散射规律除了与复数折射率m有关外，还与散射体颗粒的线 度尺寸相对于入射光波长的比值有关。对于直径为D的球形散射体的简单 情况，设通过球中心的截面积即对于任何方向的投影面积为Q＝D2／4。 引入一个无量纲的尺寸参数
D
按照Mie 理论，散射光的振幅函数可以表示为：
s
l 1
2l l(l
图中纵坐标即矩形的高表示该粒级的颗粒个数或重量百分数Δφ ，当然 也可直接表示该粒级实测的颗粒个数或重量。另一种办法是，纵坐标即矩 形的高是 Δφ ／ D ，即表示该间隔内单位粒度间隔的平均百分数。
此时每一间隔内的百分数等于相应矩形面积占所有矩形总面积的百分数。
2. 频度分布曲线
如图所示，按Δφ ／ D —D矩形图作一折线或光滑曲线。只有测量的 粒度间隔D足够小时，获得的曲线才有意义。它称为频度分布曲线。其 意义是：任一粒度间隔内颗粒的百分数等于曲线下方该间隔内的面积占 曲线下方总面积的百分数。
名称、符号和定义
短轴（宽）b
长轴（长）l 周长D
定方向长（Ferot尺寸） X轴费雷特尺寸 y轴费雷特尺寸
附注
沿一定方向夹颗粒的两条线间距离 颗粒在X轴投影 颗粒在y轴投影
颗粒面积a
按颗粒投 影面积
正方形等面积长 a
圆等面积直径长Da
4a
与颗粒面积相等正方形的边长 与颗粒面积相等圆的直径
形状因子 有各种不同意义和名称的形状因子，它们都是一种无量纲量。其数值与
1 1)
(al
l
bl l )
其中l、l 仅与有关，而Mie 系数al 、bl 则与m 和有关。
在波长一定的情况下，尺寸参数正比于粒径D。 D 越小随之越小。 光强又与振幅S的平方成正比，
球形颗粒散射图： (a) 0 ; (b) =0.8 ( c ) =1.6 ; ( d ) =8
当光照射到粒子，发生散射（衍射）。光被散射到所有方向，但对于较大 粒子，向前散射相对较强，而对于较小粒子，向边上和背面散射相对较多。 如如所示，对于0.2 m以下粒子，向前散射光强变化不大，但向边上和向 后散射光强有明显变化。测量向边上和向后散射光分布，就可以测量较小 粒子尺寸。按照观察散射花样，粒子尺寸能根据Mie 理论计算。
现代显微图像处理程序可以根据图像计算各种粒度及分布。
显微镜法测量的样品是极少量的，故取样和制样时，要保证样品对于 待测粒度的粉末或分散系有充分的代表性，同时也要保证良好分散。
2. 光散射法
在粒度测量的方法中，光散射法是比较新的一大类，近年发展很快。 其中一类是测量散射光；另一类是测量因散射和吸收而产生在入射方向上 光强的衰减，这一现象称为消光。
颗粒群是指含有许多颗粒的粉末或分散体系中的分散相。若颗粒粒度都 相等或近似相等；称为单粒度的或单分散的 (monodisperse)体系或颗粒群. 实际颗粒群所含颗粒的粒度大部有一个分布范围，常称为多粒度的、多谱 的或多分散的 (PoIydisperse)体系或颗粒群。粒度分布范围越窄，我们就 说分布的分散程度越小，其集中度越高。
可以计算分布的标准偏差即粒度Di对于平均粒度D平均的二次矩的平方根：
n
fi (Di D )2
i 1
n i 1
Ni N
(DiΒιβλιοθήκη D)2它反映分布对于D平均的分散程度。 二、颗粒度的测量 1. 显微镜法
通过光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜可以直接观察颗 粒的像，并可以拍成照片。根据像或照片测量颗粒的粒度。用透射电子显 微镜时，若对颗粒样品采用复型技术或金属投影技术，则它类似光学显檄 镜与扫描电子显微镜，也可以观察研究颗粒的外貌。
第十章 颗粒粒度及比表面积 §10.1 有关粒度的几个定义
颗粒的宽度b定义为相距最近的，能夹颗粒投影像的两根 平行线间的距离。然后将与宽度垂直的，能夹此投影像的两
根平行线的距离定义为颗粒长度l 。颗粒投影像的周长和面积 分别用L和a表示。颗粒的表面积和体积分别用s和v表示。
l a
b
分类
颗粒投影 的某种线 度
一、频度分布
1．矩形图(拄状图、立方图)
表示频度分布的矩形图，横坐标表示各粒级的起迄粒度(边界粒度)，每 个矩形的宽为粒级的粒度间隔D 。D常取相等(图)。但在粒度范围很宽 请况下，实际测量时，D较大范围中的D往往取得比D较小范围中的D大 些。例如相邻的D常取为按等比级数增加。D不相等的情况示于图2和图 3。
颗粒群可以认为由许多个粒度间隔不大的粒级构成。设由Di至Dj的粒级
内的颗粒个数为N，取Di至Dj的平均值D代表这N个颗粒的粒度，fN是此 粒级内粒度为D的颗粒个数占体系颗粒个数的分数，fW是粒度为D的颗粒
重量(体积)分数。 各种以个数为基准的平均粒度可归纳为一股表达式如下：
1
1
D平均＝
NDα ND β
颗粒形状有关，故能在一定程度上表征颗粒形状对于标准形状(大多取球 形)的偏离。很多形状因子是颗粒的不同(在几何规定上或测量方法原理上 不同的)粒度的无量纲组合，其中不少就是两种粒度之比。
例如：圆形度，是指颗粒周长的平方与等面积圆周长的比。即
L2
4a
其中：L 为颗粒周长；a 为颗粒面积
§10.2 颗粒群颗粒度分布