第二讲 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！。
粒度分析
扁平度
颗粒的宽度 b m= = 颗粒的高度 n
颗粒的长度 l n= = 颗粒的宽度 b
延伸度
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
形状系数
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：
Q = kd
p
式中， 即为形状系数 即为形状系数。 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： 描述， 有两种主要形式，分别为： 有两种主要形式
n
( )
4
n
主模系列:
( 2) 0 .074 × ( 2 )
0 . 074 ×
n
得到比200目粗的筛孔尺寸 目粗的筛孔尺寸 得到比 得到比200目细的筛孔尺寸 目细的筛孔尺寸 得到比
n
副模系列：
0 . 074 ×
4
( 2) 0 .074 × ( 2 )
4
n
得到比200目粗的筛孔尺寸 目粗的筛孔尺寸 得到比 得到比200目细的筛孔尺寸 目细的筛孔尺寸 得到比
绪
论
行
化 食 颜 能 电 建
业
工 品 料 源 子 材
用
途
涂料、油漆、催化剂、原料处理 粮食加工、调味料、保健食品、食品添加剂 偶氮颜料、氧化铁系列颜料、氧化铬系列 煤粉燃烧、固体火箭推进剂、水煤浆 电子浆料、集成电路基片、电子涂料、荧光粉 水泥、建筑陶瓷生产、复合材料、木粉 梯度材料、金属与陶瓷复合材料、颗粒表面改性 脱硫用超细碳酸钙、固体废弃物的再生利用、粉状污水处理剂 粒度砂、微粉磨料、超硬材料、固体润滑剂、铸造型砂
颗粒的大小
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
直径D
直径D、高度H
？
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
粒度分析_精品文档
粒度分析什么是粒度分析粒度分析是指通过将一个整体划分为各种不同的较小的组成部分或组件，以便更好地理解和研究这个整体的过程。
在各种领域中，粒度分析被广泛应用，包括软件工程、数据处理、物理学、社会学等。
它帮助我们从不同的角度来看待问题，并发现问题的细节以及可能的解决方案。
粒度分析的应用1. 软件工程中的粒度分析在软件工程领域中，粒度分析可以帮助软件开发人员更好地理解和管理软件的结构和组成部分。
通过将软件系统划分为不同的模块或组件，可以更好地进行软件开发过程中的代码管理和模块重用。
此外，粒度分析还可以帮助开发人员发现和解决软件中的性能问题和潜在的错误。
2. 数据处理中的粒度分析在数据处理领域中，粒度分析可以帮助我们更好地理解和处理大量数据。
通过将数据分解为更小的数据块或数据集，可以更好地进行数据挖掘和分析。
粒度分析还可以帮助我们发现数据之间的关联性，从而提取有用的信息。
3. 物理学中的粒度分析在物理学领域中，粒度分析被广泛应用于材料科学和粒子物理学等领域。
通过将物质划分为不同的粒子或组分，可以更好地研究其结构和性质。
粒度分析在材料表征和工程中的应用非常重要，可以帮助我们设计和改进材料的性能和功能。
4. 社会学中的粒度分析在社会学领域中，粒度分析可以帮助我们更好地理解和分析人类社会的组织和行为。
通过将社会系统划分为不同的个体或群体，可以更深入地研究社会现象和解决社会问题。
粒度分析在研究各种社会现象和关系时非常有用，例如人口统计学、社会网络分析等。
粒度分析方法粒度分析可以采用不同的方法和技术，根据具体的应用领域和问题要求选择适当的方法。
下面介绍几种常见的粒度分析方法：1. 自顶向下分解自顶向下分解是一种常见的粒度分析方法，它从整体开始，逐步将其划分为更小的组成部分。
例如，在软件工程中，可以将整个软件系统划分为模块，然后进一步划分为函数或类。
这种方法可以帮助我们更好地理解软件系统的层次结构和各个部分之间的关系。
第2章粉体粒度分析及测量ppt课件
精选课件
3
颗粒
精选课件
粉体
4
2.1.1单个颗粒尺寸的表示方法
颗粒的大小是粉体诸多物性中最主要的特性值，用其 在空间范围所占据的线性尺寸来表示。颗粒的大小通常 用“粒径”和“粒度”来表示。
粒径——颗粒的尺寸，习惯上表示颗粒大小时用粒径。 粒度——颗粒的大小，表示颗粒大小的分布时用粒度。
精选课件
5
直径D
在工程中根据不同的使用目的，对颗粒形状有着不同
的要求，例如，用作砂轮的研磨料：有好的填充结构，故
选有棱角；铸造用砂：强度高、孔隙率大以便排气，故以
球形颗粒为宜；混凝土集料：强度高、紧密的填充结构，
故碎石以正多面体为理想形状。
精选课件
18
1. 颗粒的形状系数
人们常常用某些量的数值来表示颗粒的形状，这些量可统 称为形状因子。这些形状因子反应着颗粒的体积、表面积乃至 在一定方向上的投影面积与某种规定的粒径dj的相应次方的关 系，这些次方的比例关系又常称为形状系数。
f(Dp)或f(ΔDp)表示。样品中的颗粒总数用N表示，这样
有如下关系：
或者
f
(DP)
np N
100%
f(DP)nNp 100%
这种频率与颗粒大小的关系，称为频率或频度分布。
精选课件
30
h 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 总和
表2-5 颗粒大小的分布数据
最小：1.5 最大：12.2
（1）表面积形状系数：与某种粒径dj相联系的表面积
形状系数φs,j
S,j
S
d
2 j
球：S,j
立 方 体 ： S,j6
s , j 与π的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
粒度分析
粒度分析粒度分析是一种用于细化问题或任务的方法，通过将问题或任务划分为更小的部分来进行更深入的分析和理解。
在各个领域中，粒度分析都扮演着重要的角色，包括计算机科学、数据分析、物理学等等。
本文将探讨粒度分析的定义、应用领域以及在实际问题中的具体方法和效果。
粒度分析指的是将问题或任务分解为较小的部分，以便更好地理解和解决。
这种分析方法可以被广泛应用于各种领域和问题，例如软件开发中的模块化设计、数据分析中的特征提取、物理学中的微观领域研究等等。
通过将复杂的问题拆分成更小的部分，我们可以更好地理解每个部分的作用和相互关系，并最终得出更全面和准确的结论。
在计算机科学领域，粒度分析可以应用于软件开发中的模块化设计。
模块化设计通过将大型软件系统划分为相互独立的模块，每个模块负责完成特定的功能。
这种分解使得软件系统更易于维护和扩展，并提高了开发效率。
同样，在数据分析中，粒度分析可以帮助我们理解和提取数据中的重要特征。
通过将数据分解为更小的部分并对每个部分进行分析，我们可以发现数据中的潜在模式和规律。
物理学中的粒度分析也非常重要。
在微观领域的研究中，例如原子和分子水平上的运动和相互作用，粒度分析可以帮助我们更好地理解和预测系统的行为。
将系统拆分为更小的部分并分析每个部分的运动和相互作用，可以为我们提供关于整个系统的全局信息。
在实际问题中，粒度分析可以通过以下步骤进行实施。
首先，我们需要明确定义问题或任务，并将其划分为更小的子任务或子问题。
然后，我们对每个子任务进行分析和理解，并找出相应的解决方案。
最后，我们将每个子任务的解决方案整合起来，形成对整个问题或任务的解决方案。
粒度分析的好处之一是它使得复杂的问题变得更简单和易于处理。
通过将问题分解为较小的部分，我们可以更专注于每个部分，并且更容易找到解决方案。
此外，粒度分析还可以提高问题解决的效率。
通过并行处理每个子任务，我们可以节省时间和资源，并以更快的速度完成任务。
粒度分析原理
粒度分析原理
粒度分析是一种常用的材料表征方法，通过对材料颗粒的大小
分布进行研究，可以揭示材料的颗粒结构特征，为材料的性能和应
用提供重要参考。
粒度分析原理是基于颗粒在不同尺度下的分布情况，通过一系列实验和数据处理方法，得出材料颗粒的大小分布规律，为材料科学研究和工程应用提供重要依据。
首先，粒度分析原理基于颗粒的尺度效应。
在材料中，颗粒的
尺度效应是指颗粒在微观尺度下的特性和行为。
颗粒的大小分布对
材料的性能和行为有重要影响，因此需要进行粒度分析来揭示颗粒
在不同尺度下的分布规律。
其次，粒度分析原理基于颗粒的形态特征。
颗粒的形态特征包
括颗粒的形状、表面特性等，这些特征对材料的性能和应用具有重
要影响。
通过粒度分析，可以得出颗粒的形态特征参数，为材料的
设计和改进提供科学依据。
另外，粒度分析原理还基于颗粒的分布规律。
颗粒在材料中的
分布规律对材料的性能和行为有重要影响，通过粒度分析可以得出
颗粒在不同尺度下的分布规律，为材料的制备和加工提供重要参考。
总之，粒度分析原理是基于颗粒的尺度效应、形态特征和分布规律，通过一系列实验和数据处理方法，揭示材料颗粒的大小分布规律，为材料科学研究和工程应用提供重要依据。
粒度分析在材料科学、化工、土木工程等领域具有重要应用，对于揭示材料的微观结构特征、改进材料的性能和应用具有重要意义。
综上所述，粒度分析原理是一种重要的材料表征方法，通过揭示材料颗粒的大小分布规律，为材料科学研究和工程应用提供重要依据。
粒度分析在材料领域具有广泛的应用前景，对于推动材料科学的发展和促进工程技术的进步具有重要意义。
粒度分析基本原理
粒度分析基本原理
粒度分析是一种用于评估和描述不同层次的对象的过程。
它可以应用
于各种领域，如经济学、科学、软件工程等，以及对数据的分析、分类和
聚类。
粒度是指描述对象的层次的程度或细节。
在粒度分析中，对象可以是
任何实体或概念，从最小的原子粒度到最大的整体粒度。
原子粒度表示一
个对象的最低层次，而整体粒度表示一个对象的最高层次。
粒度分析的基本原理包括以下几个方面：
1.理解对象：首先，需要清楚地理解要进行粒度分析的对象是什么。
这包括定义对象的特征和属性，以及确定对象的边界和关系。
2.确定层次结构：根据对象的特征和属性，确定对象的层次结构。
这
可以通过将对象分解为更小的子对象，或将子对象合并为更大的整体对象
来实现。
3.划分粒度级别：根据对象的层次结构，确定要进行分析的粒度级别。
这包括选择原子粒度和整体粒度之间的适当层次。
4.分析关系：在每个粒度级别上，分析对象之间的关系。
这可以通过
比较对象之间的属性、特征和相似之处来实现。
5.评估性能：根据分析的结果，评估对象的性能。
这可以包括考虑各
个粒度级别上的效率、可扩展性、准确性和可用性等指标。
粒度分析的目的是提供对对象的全面理解和描述，同时帮助确定对象
的最佳层次结构和粒度级别。
通过使用粒度分析，可以更好地理解对象之
间的关系、识别问题的根源，提高数据的处理效率和精确度，以及支持决策和预测。
第二讲-粒度分析
• 2 沉降法
• 基本原理：利用颗粒的沉降速度来划分粒级分布，并且把 较细颗粒的沉积物分离为粒级。
• •
>2 mm：惯性沉降 <0.2mm：粘性沉降，Ｓtocks沉降公式：
w
1 18
s
gD2
• 移液管法：先准备浓度低而均匀的悬浮液，将1升悬浮液 装入刻度筒中，按标准的时间间隔从顶面向下10cm或 20cm标度处取出悬浮样品。根据Ｓtocks定律计算出吸取 样时间。根据从已知样品体积中所回收的沉降物重量（干 重），可以计算出粒度分布。
– 激光粒度仪的工作原理基于光与颗粒之间的作用，在光束中，一 定粒径的球形颗粒以一定的角度向前散射光线，这个角度接近于 与颗粒直径相等的孔隙所产生的衍射角，当一束单色光束穿过悬 浮的颗粒流时颗粒产生的衍射光通过再现凸透镜会聚于探测器上。 探测器记录了不同衍射角的散射光强度。同时，没有发生衍射的 光线，会经凸透镜聚焦于探测器中心，不影响发生衍射的光线。 因此颗粒流经过激光束时，可以产生一个稳定的衍射谱。
线的斜率即为分选度，直线越倾斜，分选性越好。 – 最大优点是揭示了沉积物与搬运营力之间的关系，甚至
搬运条件的微弱变化，也能反映在曲线上。
99.9
99.5 99 98
95 90
80 70 60 50 40 30 20
10 5
2 1 0.5
0.1 0.05
0.01 0.005
md1 ST md2 YT
0
md42 md43 md44 md45 md46 md47
粒度频率分布图 8 7 6 5 4 3 2 1 0
粒度phi
(-2)-(-1.75) (-1.25)-(-1) (-0.5)-(0.25)
粒度分析原理与应用
粒度分析原理与应用粒度分析是一种用于衡量和描述材料或颗粒的大小分布的方法。
它广泛应用于物料科学、环境科学、地质学、化学工程等领域。
粒度分析的原理是基于不同颗粒的尺寸导致其在特定条件下的沉降速度不同，通过测量颗粒的沉降速度来推断颗粒的大小。
本文将介绍粒度分析的基本原理和应用。
粒度分析的基本原理是根据斯托克斯定律，颗粒在流体中的沉降速度与颗粒大小成正比。
斯托克斯定律的公式为：V=K(D-d)g/η，其中V是颗粒的沉降速度，K是介质的粘度，D是颗粒的直径，d是介质的密度，g是重力加速度，η是介质的动力粘度。
通过测量颗粒的沉降速度，可以根据斯托克斯公式推算出颗粒的大小。
粒度分析主要有两种方法：筛分法和沉降法。
筛分法是将颗粒按照一定的尺寸范围，通过筛网进行筛分，根据颗粒在不同筛孔大小的筛网上的通过情况来确定颗粒的大小分布。
沉降法是将颗粒悬浮在液体中，测量颗粒的沉降速度，然后根据斯托克斯公式计算颗粒的大小分布。
粒度分析的应用通常需要一套完整的仪器设备。
现代粒度分析仪器主要包括激光粒度仪、蒸发法粒度仪、遮光法粒度仪等。
激光粒度仪通过激光原理来测量颗粒的沉降速度，具有高精度、快速测量等优点；蒸发法粒度仪通过测量颗粒悬浮液在一定时间内蒸发的速度来推算颗粒的大小；遮光法粒度仪则通过测量颗粒悬浮液在一定时间内遮光的程度来推算颗粒的大小。
这些仪器不仅可以测量颗粒的大小，还可以测量颗粒的形状、表面积等相关参数。
总的来说，粒度分析是一种重要的实验方法，可以用于研究材料、环境、地质、化学等领域中颗粒的大小分布。
通过粒度分析，可以获得材料或颗粒重要的物理参数，为科学研究和工程设计提供基础数据。
随着仪器设备的日益先进和科学方法的不断发展，粒度分析在各个领域的应用将会越来越广泛和重要。
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和形状进行分析的一种方法，它在许多领域都有着广泛的应用，比如材料科学、地质学、环境科学等。
在材料科学中，粒度分析可以帮助我们了解材料的物理性质，从而指导材料的生产和应用。
在地质学中，粒度分析可以帮助我们了解地质样品的成分和形成过程。
在环境科学中，粒度分析可以帮助我们了解土壤和沉积物中的颗粒大小和分布，从而指导环境保护和土地利用。
本文将介绍粒度分析的原理和方法。
粒度分析的原理是基于颗粒在流体中的沉降速度与颗粒大小成正比的关系。
根据斯托克斯定律，颗粒在流体中的沉降速度与颗粒的半径的平方成正比，与流体的粘度和密度成反比。
因此，通过测量颗粒在流体中的沉降速度，我们可以推断颗粒的大小。
粒度分析的方法主要有离心沉降法、激光粒度分析法、电子显微镜法等。
离心沉降法是一种传统的粒度分析方法，它利用离心机将颗粒在离心力作用下沉降到不同的位置，从而实现对颗粒大小的分析。
离心沉降法的优点是简单易行，适用于各种颗粒。
但是，离心沉降法也存在一些局限性，比如只能分析较大颗粒，对颗粒形状要求较高，且需要较长时间。
激光粒度分析法是一种现代的粒度分析方法，它利用激光散射原理对颗粒进行分析。
激光粒度分析法的优点是快速、准确，可以实现对颗粒大小和形状的同时分析。
但是，激光粒度分析法也存在一些局限性，比如对颗粒的折射率和形状要求较高，且对颗粒浓度有一定限制。
电子显微镜法是一种高分辨率的粒度分析方法，它利用电子显微镜对颗粒进行观察和测量。
电子显微镜法的优点是可以实现对微小颗粒的分析，可以观察颗粒的形状和结构。
但是，电子显微镜法也存在一些局限性，比如需要专业的操作技能和设备，成本较高。
综合以上所述，粒度分析是一种重要的分析方法，它在材料科学、地质学、环境科学等领域都有着广泛的应用。
不同的粒度分析方法各有优缺点，我们可以根据具体的实验目的和条件选择合适的方法进行分析。
粒度分析的原理和方法对于我们了解颗粒的大小和形状，指导科研和生产都具有重要的意义。
粒度分析讲课
过去广泛采用的是特拉斯克 (Trask,1930) 提出的粒 度参数：
平均值 Md=φ
50
(相当于50%处的粒径大小)
分选性
S0=Q1
1/2
/Q3
(Q1-第一四分位数，即相当于25%处的粒径大小) (Q3-第三四分位数，即相当于75%处的粒径大小) 偏度SK=Q1×Q3 / M2d (或不对称系数)
由直方图所作频率曲线
累积曲线是粒度分 析必作的最简单的基础 图。累积曲线分布的粒 级范围和曲线的陡缓， 可对沉积物的粒级分布 范围、粒度粗细和分选 好坏等主要的粒度特征 得到直观的感性认识； 不同沉积物的累积曲线 可绘在一张图上，便于 互相对比；可以直接从 曲线上读出一些参数， 并识别出沉积条件。因 此，它是粒度分析中应 用很广泛的方法。
三、环境判别公式 萨胡 (1964) 根据大量粒 度分析资料统计，求出不同沉积环境下沉积物的平均粒径、 标准偏差、偏度和尖度这四个粒度参数的变化以及一个沉积 物内四个参数间的关系，得出四个综合公式和关系图，以区 别沙丘、海滩、浅海、河流和浊流这五种常见的沉积物，判 别公式如下表：
四、CM图
帕塞加于1957年提出的，CM图是用C值和M值两个粒度参数分别 作为双对数座标纸上的纵横座标成的图。其中 C 值为累积曲线上 1% 处的粒径，实际上相当于样品中最粗颗粒的粒径； M值相当于累积 曲线50%处的粒径，即相当于中值Md。 CM图是表示沉积物的最粗 粒径与中值的关系图。可用以 说明沉积物的粗粒部分的粒度 结构特点与搬运方式的关系， 进而判断沉积环境。
风成坪地： 风成坪地地势低而潮湿，其沉积物除了来自海滩 砂外，还接受少量空中降落的粉砂。因此，增添一个 细粒尾部，而呈负偏；并使尖度大为加宽；分选性稍 稍变差，居于上二者之间。 河流砂：
第二讲粒度
（五）粒度资料整理分析
• 1．粒度分布特征
• 河口和海滩沉积物粒度分布一般属正态分布 或对数正态分布，其密度函数为：
(Xa)2
(X)
1
e 22
2
• 式中a为平均值，为标准差。当a=0，=1时称
为标准正态分布。
• 在坐标图上，a为曲线最高点的横坐标，的大
30
20
10
0
-1.75 -1.00 -0.25
0.50 1.25 2.00 2.75 3.50 4.25 5.00 5.75 6.50 7.25 8.00 8.75 9.50 10.25 11.00 11.75
粒度（phi）
• 概率累积曲线
– 纵坐标选用概率尺度。 – 常由三条或四条斜度不等并互相截接的直线段组成。直
• 激光粒度仪
– 法国Cilas公司生产的Cilas 940L型（930）激光粒度仪。它的主要 部件是一个注水罐（包含机械搅拌器），超声波振荡仪和抽、排 水泵。测试时将经过预处理，即样品采用0.5N的六偏磷酸钠溶液 浸泡24小时，用超声波振荡仪振荡20-30分钟，之后将样品放入注 水罐，经超声波和机械分散后形成悬浮溶液，并由泵带动形成连 续的悬浮颗粒流，颗粒流由样品室，穿过激光束，发生衍射的光 线，由探测板上的环形探测器记录，记录的信号输入微机，最终 测试结果由微机计算并输出。整个操作过程由微机控制，平均每 个样品的测试时间约5-7分钟。
• 海滩和破浪带样品由四个直线段组成，除最细的悬 浮组分和最粗的滚动组分外，曲线有两个分选很好 的跳跃组分，两者的平均粒径和分选性中有不同， 这是由于在潮间带环境中存在着方向相反，速度不 等的往复水流的搬运作用。
粒度分析讲课
薄片粒度分析的线计法
带计法是将薄片放在机 械台上，固定横坐标，使薄 片垂直目镜微尺慢慢移动， 凡是颗粒中心在目镜微尺一 定读数之间的颗粒，都要按 大小分类计数。这个带的宽 度应等于或大于样品内颗粒 的最大视直径，有人通过实 验证明，带计法测得的结果 最近似于样品内真正的粒度 分布。
另外，由于薄片中的片状矿物和重矿物的水动力特点与石 英、长石等矿物迥然不同，故不予计数。有些矿物边缘模糊不 清，也不予计数。薄片边缘颗粒易磨碎，要避免测量该处的颗 粒。最后，将测得结果填入薄片粒度统计表。
(φ 95+φ 5-2φ 50)/ 2(φ 95-φ 5) 尖度
平均值(Xφ )可以反映沉积物的平均粒度，它是沉积 物粒度特征中最主要的特征之一，常被用来作剖面粒度 韵律曲线，作为沉积韵律的基础。或是作平面等值线图， 表示沉积物在平面上的粒度变化。作为岩性变化的基础， 划分沉积相带，追索物源方向。或是用于研究储油物性 与粒度关系等方面，应用很广。
海滩、沙丘、风成坪地和河流砂质沉积的粒度参数 特点，可以概括如表。
二、粒度参数离散图
弗里德曼 (1961 ， 1967) 通过对现代海洋、河流和湖泊沉积 所作的粒度分析，用粒度统计参数离散图来区分河流相和海 (湖) 滩沉积。
离散图之所以能够把不同成因的砂区别开来，主要是基于不同 成因的砂具有不相同的结构参数。如海(湖)滩砂分选比河流砂好得 多，故标准偏差值高，偏度多为正值。因此，离散图实际上是综合 表现结构(粒度)参数特征的一种图解。
φ 75——累积重量为75%的粒径φ 值；
φ 84——累积重量为84%的粒径φ 值； φ 95-——累积重量为95%的粒径φ 值；
上列参数又称之为百分位数，例如φ 16相应于16%处的粒径φ 值，称之为第 16百分位数。
粒度分析原理与应用课件
与颗粒投影像面积的正方形的边长
与颗粒投影像面积的圆的直径
与颗粒的外接长方体等表面积的立 方体的边长
与颗粒等表面积的球的直径,S=DS2 与颗粒的外接长方体等体积的立方 体的边长 与以颗粒的透影像为底,和颗粒同高 的柱状体等体积的立方体的边长
与颗粒等体积的立方体的边长
按颗粒的比表 面
体积相当直径DV=(6v/)1/3
3.注射沉降介质和缓冲液 A.注射沉降介质：
注入量应在15－30ml之间，不允许少于15ml，也不宜超 30ml，否则均易导致测试不准；
B.注射缓冲液： 注射沉降介质后再向圆盘中注入1ml的缓冲液，以便使颗粒 在进入沉降介质之前有一个缓冲作用。
三 离心沉降法的要均匀有代表性； （2）注入量易控制在0.2－1.0ml之 间；
主要缺点:分辨率较低,不适于测量粒度分布范围很窄的样品。
Stokes重力沉降公式
考察一个球体在无界流体受重力、浮力和阻力的运动情况： mdu/dt=W-f-F
其中阻力 F=3Du
其中为流体粘滞系数，D为球体直径。当F=W-f时，du/dt=0，球体 达到一恒定的最终沉降速度ust，又称Stokes速度。可求出Stokes 速度与球直径的关系为： D=[18ust/(s-f)]1/2
1.筛分法；
2.显微镜法（SEM或TEM）；
3.离心沉降法；
4.激光散射法；
1.筛分法
原理：将被测样品经过不同大小 孔径的筛网过筛，然后再称重，结果 是质量对应筛网目数的分布。筛分法 的测定范围：5μｍ～125ｍｍ，可分 为水筛法、干筛法等。
优缺点：筛分法是一种最简便的 粒度测试方法，该方法简单，但准确 性差，较费时，难于测量粘结的及团 聚的粉末颗粒。
粒度分析原理与应
粒度分析原理与应粒度分析是指根据对象或者事物的性质、特点、功能等，将其进行细分并进行分析的一种方法。
它是将事物或问题分解成更小的组成部分，以便更好地理解和解决问题。
粒度分析的原理可以归纳为以下几点：1.层次性原理：粒度分析是一个逐层分解的过程，从宏观到微观，从整体到局部。
通过将事物或问题逐层细化，可以更好地了解每个层次之间的关系和相互作用。
2.一致性原理：分解后的各个层次应保持相对的一致性。
即上层的粒度应该与下层粒度之和相等。
这样可以确保对整个问题的全面分析和解决。
3.完整性原理：通过粒度分析，应考虑到问题的所有方面和要素，以确保对问题的全面理解和解决方案的制定。
4.可比性原理：在粒度分析中，应确保各个细分部分之间具有可比性，即可以进行对比和评估。
这样可以更好地分析问题的各个方面，并进行合理的决策。
粒度分析的应用主要有以下几个方面：1.任务分解：粒度分析可以帮助将复杂的任务分解成更小的子任务或子问题，便于分配和管理。
通过将任务分解到更细的层次，可以更好地理解任务的细节和要求，并分配给相应的人员进行处理。
2.问题分析：粒度分析可以帮助我们更好地理解和分析复杂的问题。
通过将问题逐步细化，可以更好地分析问题的各个方面，并找出解决问题的最佳方法。
3.决策分析：粒度分析可以帮助我们更准确地评估并作出决策。
通过将决策问题细化成更小的决策单元，可以更好地考虑到各种因素和变量，并进行全面的评估和分析。
4.产品设计：粒度分析可以帮助我们更好地理解客户需求，并针对不同的需求制定不同的产品设计方案。
通过将产品需求细化成更小的功能和特性，可以更好地满足用户需求。
总之，粒度分析是一种重要的问题解决方法，可以帮助我们更好地理解问题和事物，并制定相应的解决方案。
它的原理和应用可以帮助我们更好地进行任务分解、问题分析、决策分析和产品设计等各个方面的工作。
粒度分析原理
粒度分析原理
粒度分析是一种用于对系统进行细粒度分析的方法。
其原理是通过将系统划分为若干个最小的可独立操作的模块或任务，然后对这些模块或任务进行更详细的分析和设计，使得系统的功能和结构更加清晰和可控。
粒度分析的目的是为了减少系统的复杂度和提高系统的可维护性。
通过将系统分解为更小的模块或任务，每个模块或任务只负责特定的功能或操作，这样可以降低系统的复杂度，使得系统更容易理解和修改。
同时，由于每个模块或任务都是相对独立的，因此可以更方便地对其进行测试和调试，从而提高系统的可维护性。
在进行粒度分析时，需要考虑以下几个方面：
1. 功能划分：根据系统的功能需求，将系统划分为若干个功能模块，每个功能模块负责一个或多个相关的功能。
2. 任务划分：对每个功能模块进行任务划分，将功能模块划分为若干个最小的可独立操作的任务。
每个任务通常对应系统的一个操作或功能点。
3. 接口设计：对于每个任务，需要设计相应的接口，定义任务的输入输出和调用方式。
接口的设计应该简单明了，遵循封装和解耦的原则，使得不同任务之间的耦合度尽可能低。
4. 数据流分析：通过对任务之间的数据流进行分析，确定数据
的传递路径和处理过程，保证数据的准确和完整。
同时，需要考虑数据的安全性和保密性。
5. 性能考虑：在进行粒度分析时，需要考虑系统的性能指标，例如响应时间、吞吐量等。
通过合理的任务划分和并行执行，可以有效提高系统的性能。
总之，粒度分析是一种通过细粒度划分和设计系统的方法，可以提高系统的可维护性和性能。
在进行粒度分析时，需要考虑系统的功能需求、任务划分、接口设计、数据流分析和性能考虑等方面。
【精品课件】粉体粒度分析及测量
粉体粒度分布 颗粒粒度的测量
单个颗粒大小的表示方法
用粒度来表征颗粒的大小 对规则的颗粒，其粒度可由某一尺寸来表示 对不规则的颗粒，其粒度按某些性质推导而得
规则颗粒 图 规则颗粒粒度的表征
不规则颗粒的粒度
三轴径：在一水平面上，将一颗粒以最大稳定度放置 于每边与其相切的长方体中，用该长方体的长度l、 宽度粒度的颗粒在总系统中所 占的比例（可以是数量，也可以是质量），也 即将粉体（颗粒群）以一定的粒度范围按大小 顺序分为若干级（粒级），各级别粒子占颗粒 群总量的百分数。
采用不同的标准（质量或数量）得到不同的 表达方式，与之对应的是个数基准和质量基准， 常用质量基准。
粒度分布示意图
投影径：颗粒以最大稳定性置于一平面上，由此按其 投影的大小定义的粒径
球当量直径：亦称球相当径。
筛分径：当颗粒通过粗筛网并停留在细筛网上时，粗 细筛孔的算术或几何平均值。
颗粒外接长方形
三轴径的平均值计算公式
l b 2
l b h 3
3 1 l 1 b1 h
lb
2(lb lhbh) 6
投影径
Ferret 径
是以各粒级中颗粒个数、粒度之和、表面积和体
积为权，对d进行平均得到的。
平均粒径计算公式
粒度分布
粉体是无数个颗粒的聚合体，因此，在了解 单个颗粒粒度的基础上，要学习粉体的粒度及 其分布；
粉体的粒度及分布是利用统计学的知识，在 单个颗粒粒度的基础上进行相应的统计而得到 的；
在讨论粉体的粒度分布时，我们不区分何种 粒度，但讨论的方法适合于所有的粒度
粒度测量的方法
沉降法粒度测定
主要是指通过颗粒在液体中沉降速度来测 量粒度分布；
粒度分析原理
粒度分析原理粒度分析是指对物质的颗粒大小进行分析研究的过程。
在实际生产和科研中，对物质的颗粒大小进行精确的分析是非常重要的，因为颗粒大小直接影响着物质的性质和应用。
粒度分析原理主要包括样品制备、试样分析、数据处理和结果表达等几个方面。
首先，样品制备是粒度分析的第一步。
在进行粒度分析之前，需要对样品进行制备和处理，确保样品的代表性和可分散性。
样品制备的方法包括干燥、筛分、分散等，这些步骤能够有效地保证样品的均匀性和可分散性，为后续的试样分析提供可靠的基础。
其次，试样分析是粒度分析的核心环节。
试样分析的方法多种多样，常见的包括干式筛分法、湿式筛分法、沉降法、激光粒度分析法等。
这些方法各有特点，可以根据具体的样品特性和分析要求选择合适的试样分析方法，进行精确的颗粒大小分析。
数据处理是粒度分析的重要环节。
在试样分析完成后，需要对得到的数据进行处理和分析，得出颗粒大小的分布情况。
数据处理的方法包括统计分析、曲线拟合、分布函数拟合等，通过这些方法可以得到准确的颗粒大小分布曲线和参数，为进一步的结果表达提供可靠的依据。
最后，结果表达是粒度分析的最终目的。
通过数据处理得到的颗粒大小分布情况需要进行结果表达，通常采用累积曲线、概率曲线、分布函数等形式进行表达。
这些结果能够直观地反映出样品的颗粒大小分布情况，为后续的应用和研究提供重要参考。
综上所述，粒度分析原理包括样品制备、试样分析、数据处理和结果表达四个方面，这些环节相互联系、相互作用，共同构成了粒度分析的完整流程。
粒度分析的准确性和可靠性直接影响着对样品颗粒大小的认识和理解，因此在进行粒度分析时需要严格按照原理进行操作，确保分析结果的准确性和可靠性。
只有这样，才能更好地为实际生产和科研提供有力的支持和保障。
第二讲 粒度分析
•
累积频率曲线
– 用来表现大于一定粒级的百分含量的统计图。以粒径 为横坐标，纵坐标为各粒级的累积百分含量。优点是 曲线形状不受分组间隔大小的影响，能反映颗粒连续 分布的性质。从图上很方便得到统计特征值，如中值 粒径等。
粒度分析累积图 100 90 80 70 重量（%） 60 50 40 30 20 10 0 -1.75 -1.00 -0.25 10.25 11.00 11.75 0.50 1.25 2.00 2.75 3.50 4.25 5.00 5.75 6.50 7.25 8.00 8.75 9.50
MD6 MD7 MD8
粒度（phi）
•
概率累积曲线
– – – 纵坐标选用概率尺度。 常由三条或四条斜度不等并互相截接的直线段组成。直 线的斜率即为分选度，直线越倾斜，分选性越好。 最大优点是揭示了沉积物与搬运营力之间的关系，甚至 搬运条件的微弱变化，也能反映在曲线上。
99.9 99.5 99 98 95 90 80 70 60 50 40 30 20 10 5 2 1 0.5 0.1 0.05 0.01 0.005 0 1 2 3 4 5 phi 6 7 8 9 10 md2 YT md1 ST
0.0625-0.0312 0.0312-0.0156 0.0156-0.0078
7-8 <8
0.0078-0.0039 <0.0039
粘土
<0.01
表2 粒组分界比较表
砾-砂 φ标准 中国 美国 英国 前苏联 日本 砂-粉砂 粉砂-粘土 -1φ（2mm） 4φ（0.0625mm） 8φ(0.0039mm) 2 2 2 2 2 0.05 0.063 0.063 0.05 0.063 0.005 0.004 0.002 0.005 0.004
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• 激光粒度仪
– 法国Cilas公司生产的Cilas 940L型（930）激光粒度仪。它的主要 部件是一个注水罐（包含机械搅拌器），超声波振荡仪和抽、排 水泵。测试时将经过预处理，即样品采用0.5N的六偏磷酸钠溶液 浸泡24小时，用超声波振荡仪振荡20-30分钟，之后将样品放入注 水罐，经超声波和机械分散后形成悬浮溶液，并由泵带动形成连 续的悬浮颗粒流，颗粒流由样品室，穿过激光束，发生衍射的光 线，由探测板上的环形探测器记录，记录的信号输入微机，最终 测试结果由微机计算并输出。整个操作过程由微机控制，平均每 个样品的测试时间约5-7分钟。 – 激光粒度仪的工作原理基于光与颗粒之间的作用，在光束中，一 定粒径的球形颗粒以一定的角度向前散射光线，这个角度接近于 与颗粒直径相等的孔隙所产生的衍射角，当一束单色光束穿过悬 浮的颗粒流时颗粒产生的衍射光通过再现凸透镜会聚于探测器上。 探测器记录了不同衍射角的散射光强度。同时，没有发生衍射的 光线，会经凸透镜聚焦于探测器中心，不影响发生衍射的光线。 因此颗粒流经过激光束时，可以产生一个稳定的衍射谱。
99.9 99.5 99 98 95 90 80 70 60 50 40 30 20 10 5 2 1 0.5 0.1 0.05 0.01 0.005 0 1 2 3 4 5 phi 6 7 8 9 10 md2 YT md1 ST
–
• 沉积物的搬运方式有三种：悬移、跳跃和滚动。每 一搬运方式下碎屑物粒度分布，各成一对数正态分 布，它们以自己的平均粒度和分选性区别于其它搬 运方式，一个沉积物样品可以从一种、两种或三种 搬运方式中沉积下来形成混合沉积物。该曲线可以 将这种沉积物按照它们原来的搬运方式有效地区分 开来。 • 海滩和破浪带样品由四个直线段组成，除最细的悬 浮组分和最粗的滚动组分外，曲线有两个分选很好 的跳跃组分，两者的平均粒径和分选性中有不同， 这是由于在潮间带环境中存在着方向相反，速度不 等的往复水流的搬运作用。
• 偏态是测量颗粒频率分布的不对称程度。频率曲线有对称 和不对称的区别。不对称的曲线主峰（主要粒级）偏向粗 粒一侧，细粒一侧有一低的尾部，即沉积物以粗粒成分为 主，细粒少量，称正偏态。不对称曲线的主峰偏于细粒一 侧，粗粒一侧有一低的尾部，即沉积物以细粒为主，而只 含少量粗粒时，称负偏态。对称曲线，偏态值等于0，平 均值和中位数重合。 • 一般河口、海滩沉积物多为负偏，沙丘沙及风坪沙则多为 正偏。
一、粒度分析的概念
• 粒度有两种值，线性值和体积值。
– 体积值一般以标准直径（dn）表示．它代表与 颗粒体积相等的球的直径。
D( 6V
)1 / 3
– 线性值常因颗粒形状不规则使测定测值很困难。 通常测三个值：最长直径dL、中间直径dI最短 直径dS。
• 可按下述步骤确定这三个值：
– 确定颗粒的最大投影面； – 做垂直最大投影面方向的最长截线，即最短直 径dS； – 对最大投影面做切线矩形，矩形的短边即中间 直径dI，长边则是最长直径dL。
• 粒度指颗粒大小，有mm值和φ值两种表示 法，（线性值粒度较常用，在砾岩研究中 有时也用体积值。）。在工程上，有关泥 沙计算公式一般用mm值，在做粒度分析研 究时，一般用φ值。
• 目前国际上应用最广的粒度分级是乌登一温 特沃思粒级（Udden一Wentworth scale）。 它是以 1毫米作为基数乘以或除以2来分级的 （表1一1）。 • 后来，经克伦宾（Krumbein，1934）将其转 化成Ф值。转换公式为： • Ф=-log2 d 或 d=2 –Ф，式中d为毫米直径值。
0.063
0.063 0.05 0.063
0.004
0.002 0.005 0.004
（三）沉积物分类
• 谢波德的分类方案（Shepard，1954）。 超过50%或最多的组分为主名。这个分类 已不够仔细，特别是图解的中间部分。
• 林克（Link，1966）提出一个这样的结构分类。在他的分 类上尽量使用已经通用的名称，只是细分了中间部分 。 • 举例来说，如一样品含23％的砂、48％的粉砂和29％的 粘土，如按此分类则可称为粘土、砂质粉砂。可看出这个 名称是将含量最多的组分做为主名。并在与主名之间加一 “质”字；两副名之间加“、”点，前面一个代表含量多 的。 • 也有两组分接近，含量多的为主名，次者为副名，如中粗 沙和粗中沙。或过25%的副名为“质”，如沙质淤泥。过 15%的或有生物等成分的为“含”，如含沙粘土，含贝壳 中粗沙。我们主要按海洋调查和参考地质命名。
重量（%）
60 50 40 30 20 10 0
MD6 MD7 MD8
0.50
1.25
2.00
2.75
3.50
4.25
5.00
5.75
6.50
7.25
8.00
8.75
-1.75
-1.00
-0.25
9.50
10.25
11.00
粒度（phi）
11.75
•
概率累积曲线
– – 纵坐标选用概率尺度。 常由三条或四条斜度不等并互相截接的直线段组成。直 线的斜率即为分选度，直线越倾斜，分选性越好。 最大优点是揭示了沉积物与搬运营力之间的关系，甚至 搬运条件的微弱变化，也能反映在曲线上。
砂
粗粉砂 细粉砂 粉砂
0.1-0.05 0.05-0.01
粗粉砂 中粉砂 细粉砂 极细粉砂
粘土
<0.01
粘土
表2 粒组分界比较表
砾-砂 φ标准 中国 砂-粉砂 粉砂-粘土 -1φ（2mm） 4φ（0.0625mm） 8φ(0.0039mm) 2 0.05 0.005
美国
英国 前苏联 日本
2
2 2 2
粒度频率分布图
md42 md43 md44 md45 md46 md47
•
累积频率曲线
– 用来表现大于一定粒级的百分含量的统计图。以粒径 为横坐标，纵坐标为各粒级的累积百分含量。优点是 曲线形状不受分组间隔大小的影响，能反映颗粒连续 分布的性质。从图上很方便得到统计特征值，如中值 粒径等。
粒度分析累积图 100 90 80 70
重量（%）
0 1 2 3 4 5 6 7 8
(-2)-(-1.75) (-1.25)-(-1) (-0.5)-(0.25) 0.25-0.5 1-1.25 1.75-2 2.5-2.75 3.25-3.5 4-4.25
粒度phi
4.75-5 5.5-5.75 6.25-6.5 7-7.25 7.75-8 8.5-8.75 9.25-9.5 10-10.25 10.75-11 11.5-11.75
1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -4 -2 0 2 4
标准正态分布
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -0.1 0
-10
-5
5
10
a=1.5,
=0.5,1,2
• 正态分布特点：
– 围绕着a对称，平均值，中位数和众数是一致 的； – 面积集中在X=a 3 上面的部分中； – 样本的平均值仍服从正态分布。
中砾
细砾 极粗砂 粗砂 中砂 细砂 极细砂
-6~-2
-2~-1 -1~0 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 <8
64-4
4-2 2-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.125 0.125-0.0625 0.0625-0.0312 0.0312-0.0156 0.0156-0.0078 0.0078-0.0039 <0.0039
• 3 粒度参数 • 一般采用福克与沃德标准。 • （1）众数：就是频率曲线中最大频率的 颗粒直径。众数比较明显地表达了海滩物 质的沉积环境。沙丘沙为单峰，海滩沙具 不明显的双峰，破浪带沙则为双峰。 • （2）中值粒径和平均粒径
中值粒径Md() Φ50
平均粒 径Mz( ) Φ16 Φ50 Φ84 3
（四）粒度分析方法
• 1筛析法 • 用于粗颗粒样品的分析，下限为0.063mm, 即细砂以上。 选用不同孔径的套筛，将样品自粗至细逐级筛分。筛孔间 隔最好是1/2或1/4φ。 • 筛析样品通常取15-20克或更多一些，一般在振筛机上筛 15-20分钟，然后分级称重。称重应精确到0．01克；如分 级量不足1克时，则称重应精确到0．001克；然后，每个 分级均需用双目镜检查，发现有未分离开的颗粒集合体， 则应按估计百分数加以扣除，然后才计算重量及累积百分 数。还要注意最后的总和应为100％，如不足或多于100 ％时，要按比例分配到各级重量中去，使总量为100％。 • 至于不能继续筛析的粘土物质，如不继续做分析。则可用 外推法在一张算术图纸上，从最后的资料点10φ上外推到 100％的14φ上，以得到近似的情况。
• 其他：LISST-100(B)现场激光粒度分析仪。
（五）粒度资料整理分析
• 1．粒度分布特征 • 河口和海滩沉积物粒度分布一般属正态分布 或对数正态分布，其密度函数为：
( X ) 1 2 e
( X a) 2 2 2
=1时称 • 式中a为平均值，为标准差。当a=0， 为标准正态分布。 的大 • 在坐标图上，a为曲线最高点的横坐标， 小代表颗粒的分选度。
（二）沉积物分类
表1 粒度分级标准及换算
2的几何级数 10进制
名称
粒级划分 巨砾
颗粒直径(mm) >1000 1000-100
粒级划分 巨砾 中砾
φ值 >-8 -8~ -6
颗粒直径(mm) >256 256-64
砾
粗砾
中砾
细砾 粗砂 中砂 细砂
100-10
10-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.1
• 在筛析工作有各种误差影响成果的精确性， 其中以套筛制造误差最为显著。据研究， 孔径误差对粗沙为7.0%,对细沙甚至达 17.0%.如果只求粒度平均值和标准差．可 以不进行孔径校正。如果要了解环境的细 微区别，就必须仔细校正孔径,因为孔径的 大小误差对偏度及峰态等参数产生的影响 十分显著。