沉降分析

图得梯状折线：
沉降曲线的计算机模拟
沉 降 分 析
F (r )
1 dm G dr

1
dt dm
G dr dt
m G
1 dt
dG dt
t
dG dt
dt dr 2t r

(
dG dt

t
d G dt
2
2
)
t
dt d G
2
2
G dr
r k h t
G dr dt
实验注意事项
沉 降 分 析
3.称盘 从提高实验灵敏度的角度来看，称盘的面积越 大越好，但是过大，在近器壁处，离子沉降不遵 守Sokes规律。另外还应考虑天平的称量范围。
实验注意事项
沉 降 分 析
4．吊杆
吊杆足够长，使称盘离液面的距离足够长。沉
降高度太小，灵敏度差；太大，沉降时间太长，
且可能存在温度梯度。通常以h在5～8cm为宜。 影响称量时的灵敏度，一般选用的直径是0.5mm 或略小）、硬、直。
F (r ) 1 dm G dr 1 G
r 0
lim
m r
即
m i 1 m i G ( ri 1 ri )
图1沉降量与时间关系曲线图
沉降曲线求得：
沉 降 分 析
作 G (r r ) ~ i 1 i
m i 1 m i
ri 1 ri 2
AB粒子沉降量：
m 1 u 2t
总沉降量可以写成：
G m dG dt t
G1+G2 A m2 1 G1
0
3
t1 (r1 ) t2 (r2 ) t3(r3 ) t
沉降曲线求得：
沉 降 分 析
颗粒的半径分布是连续的，其沉降曲线一般为：
G G∞ m2 m1 0 t1 t2 (r1 ) (r2 ) t 粒径分布函数定义：
4.配制碳酸钙悬浮液(1.5g)，测定碳酸钙粒子在不同时 刻t 的沉降量直至每5min质量增加不到0.5mg为止。
实验注意事项
沉 降 分 析
1.搅拌 实验过程中搅拌的目的是为了使固体颗粒尽可能均匀
分散在介质中，一般来讲，搅拌是越充分越好，但是，搅
拌也不能太猛烈。因为搅拌如果太猛烈，这样很容易使金 属平盘上附有气泡，从而影响沉降量的测量。 测定前，悬浮液必须搅拌10分钟，并在停止搅拌前， 用搅拌棒上下往复拉动几下，改变搅拌产生的离心力，防
2abt (abt b 1) exp( at ]
b
r
扭力天平构造
沉 降 分 析
1尺
4
5 3
1—天平开关 2－指针转盘
2尺
3－指针 4－平衡指针
5－平盘吊钩 6－沉降筒
6 7
7－平盘
图2沉降天平法测定颗粒沉降曲线示意图
实验步骤
沉 降 分 析
1.在小烧杯中配5％焦磷酸钠溶液6ml，碾磨碳酸钙粉末。 2.在沉降玻筒内装好300ml去离子水并加入配好的 Na4P2O7溶液。 3.测定或扣除旋线与平盘重G0。同时测出平盘至水面的 高度 h。 然后取出平盘，记下水温。
基于斯托克斯定律的力平衡原理：
沉 降 分 析
粒子在介质所受重力为：F1

4 3
r s g
3
粒子在介质所受浮力为： 2 F

4 3
r l g
3
根据Stokes定律，粒子所受的摩擦阻力为：
F 3 6 ru
粒子沉降速度
颗粒半径r的计算
沉 降 分 析
当F1，F2，F3平衡时，粒子等速下沉，有
止粗颗粒向沉降筒沉降。搅拌时，注意防止悬浮液外溅。
实验注意事项
沉 降 分 析
2. 表面活性剂： 实验过程中添加的表面活性剂实际上是一种分散 剂，它可以防止粒子的聚结。分散剂的浓度一般不超 过0.1%，以免影响体系的性质。为使粒子分散，除了
分散剂，还有其它分散技术被使用，如简单的振动和
搅拌，在真空中向悬浮液体排气，或者煮沸，或者利 用超声波分散等。
实验目的
沉 降 分 析
1.掌握测定原理和扭力天平的使用方法；
2.用扭力天平测定碳酸钙粉末的粒度分布曲线 3.学习用Origin软件建立分布函数的数学模型
及数据处理方法
实验原理
沉 降 分 析
沉降分析是利用 物质颗粒在介质中
的沉降速率来测定
物质的分散度的一 种方法。利用该方
法可以得到有关物
质不同半径粒子相 对量的分布 ─ 沉 降曲线.
2t r
2

F (r )
1 d G G dt
2
2
沉降曲线的计算机模拟
沉 降 分 析
模型方程： G G [1 exp( at )]
b
G∞，a，b为3个待定参数，用Origin软件拟合得出
F (r ) 2t r
b
2
1 d G G dt
b
2
2
F (r )
吊杆细（防止过重超过称量范围，粗则浮力太大，
实验注意事项
沉 降 分 析
5．沉降筒：深度15～20cm，应避免因温度差异
造百度文库对流，内径为4～6cm。
6 ru 4 3
r ( s l ) g
3
则 r=
9 h 2 ( s l ) gt 9 2( s l ) g h t k h t
沉降曲线求得：
沉 降 分 析
设沉降前不同半径的粒子均匀地分布在介质中，且 半径相同的粒子沉降速率都相等。若悬浮液中有两种半 径不同的粒子，其半径分别为：r1和 r2， r1＞ r2；沉降速 率分别为u1和 u2。 BC粒子沉降量： m 1 m 2 u 3 t G B 2 C