颗粒物性参数标定PPT
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颗粒的物性.ppt
7.5
6.0 ~9.0 8.5
121.80R0 ( Dm7857in..00)00
125.00 13.00
9.0 ~10.0 9.5 10.0 ~11.0 10.5
5.67R(
4.00
Dm9926a..x6677)
07.33 3.33
11.0 ~12.0 11.5
2.00
98.67
1.33
12.0 ~13.0 12.5
分布系统。在运用平均粒径时必须指明是哪一种粒径，否则将导致
加权平均粒径
错误的结论（为什么？）
粒度分布的平均粒径
几何平均粒径Dg
lDggDg (DDmapnxf)(1DN p) lg DDpfpdDp
Dm i n
调和平均粒径Dh
DDhhnDm /
a[x(fnD(Dp )p)1//
D(pf]/dDDp
若D(Dp)或 R(Dp)已知，其二阶导数为零，可求出Dmod。
它反映分布对Da的分散程度。分布函数中的两个参数Da和完 全决定了粒度分布。
1.1.3 平均颗粒尺寸
概述 统计粒径
为了表征多分散粉体颗粒的大小，除了采用粒度分布之外，还
可数以学用平平均均粒径粒来径表示（人为定义）。采用平均粒径，实际上就是 在几某何一特平征均相似粒的径前提下，用假想的均匀系统来代替实际的非均匀
数理方中粉式的体也一中是个所多作占种为的多基比样准例的。。，粒有如度了整分粒理布度成的分表基布格准的、取数绘决据成于，曲粒就线度不、分难归布求纳的出相测这应定种的方粉函法体数。形如
用式显。的微某镜些法特测征定值粒，径如分平布均时粒常径用等个从数而基可准以；对用成沉品降粒法度时进用行质评量价基。准
。
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
粒度测量方法 PPT课件
形状系数
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
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 kdp
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：
形状系数
•表面形状因子
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
Sj
S
d
2 j
(j表示征对于该种粒径的规定)
与π的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
性能特点
• 测量的动态范围大，动态范围越大越方便，目 前先进的激光粒度可以超过1：1000；
• 测量速度快，从进样至输出测试报告，只需 1min，是目前最快的仪器之一；
• 重复性好，由于取样量多，对同一次取样进行 超过100次的光电采样，故测量的重复精度很高， 达1%以内；
• 操作方便，不受环境温度影响（相对于沉降 仪），不存在堵孔问题（相对库尔特计数器）
• 库尔物颗粒计数器是基于小孔电阻原理， 即电阻增量是正比于颗粒体积
R
S2
V
V
S :小孔横截面面积
： 小孔内电解液的电阻率
性能特点
• 分辨率高，是现有各种粒度仪中最高的； • 测量速度快，一个样品只需15s左右； • 重复性好，一次测1万个左右颗粒，代表性好，
测量重复性较高；
• 操作简便，整个过程自动完成； • 动态范围较小，对同一小孔管约为20：1； • 易发生堵孔故障； • 测量下限不够小，愈小愈易堵孔，下限为1微米
被测参数
分析方法
粒度范围，微米
备注
激光散射
0.005～5
快速
横截面积
激光衍射 X 光小角度散射
0.05～50 0.008～0.2
快速
《颗粒的分级》课件
Engmann J. Solid particle sizing techniques: a tutorial[J]. Journal of Dispersion Science and Technology, 2002, 23(3): 359-379.
Rhoades A M. The morphology of airborne particles[C]. Aerosol Measurement: Principles, Techniques, and Applications, 2011: 87-119.
《颗粒的分级》PPT课件
本课件将深入分析颗粒的分级方法及其重要性，帮助您更好地了解颗粒的性 质及其现实应用。
程学中，颗粒是各种物质的微小粒 子，在工业、环境保护、食品加工、医药等领域 有着广泛的应用。
颗粒的重要性
颗粒对于材料的物理和化学性质具有重要的影响， 而颗粒的粒径、形态、电荷等特性则是颗粒性质 研究的重要方面。
分类标准 - 颗粒的电荷量
根据颗粒的电荷量大小进行分类，电荷量越大的颗 粒在电场中的偏转角度越大。
总结
颗粒的分级方法多种多样，不同的分级方法适用于不同的颗粒种类和应用场 景。选择适合的方法可以更好地研究颗粒的性质和应用。
参考文献
1. 2.
3.
王浩良，董韧，邹志刚. 颗粒学[M]. 北京：清华大 学出版社，2001：1-25.
直径小于0.15mm的颗粒
重力法
1
分类标准 - 快沉
颗粒在介质中的沉降速度大于1cm/s
2
分类标准 - 中沉
颗粒在介质中的沉降速度在0.1-1cm/s之间
3
分类标准 - 慢沉
颗粒在介质中的沉降速度小于0.1cm/s
Rhoades A M. The morphology of airborne particles[C]. Aerosol Measurement: Principles, Techniques, and Applications, 2011: 87-119.
《颗粒的分级》PPT课件
本课件将深入分析颗粒的分级方法及其重要性，帮助您更好地了解颗粒的性 质及其现实应用。
程学中，颗粒是各种物质的微小粒 子，在工业、环境保护、食品加工、医药等领域 有着广泛的应用。
颗粒的重要性
颗粒对于材料的物理和化学性质具有重要的影响， 而颗粒的粒径、形态、电荷等特性则是颗粒性质 研究的重要方面。
分类标准 - 颗粒的电荷量
根据颗粒的电荷量大小进行分类，电荷量越大的颗 粒在电场中的偏转角度越大。
总结
颗粒的分级方法多种多样，不同的分级方法适用于不同的颗粒种类和应用场 景。选择适合的方法可以更好地研究颗粒的性质和应用。
参考文献
1. 2.
3.
王浩良，董韧，邹志刚. 颗粒学[M]. 北京：清华大 学出版社，2001：1-25.
直径小于0.15mm的颗粒
重力法
1
分类标准 - 快沉
颗粒在介质中的沉降速度大于1cm/s
2
分类标准 - 中沉
颗粒在介质中的沉降速度在0.1-1cm/s之间
3
分类标准 - 慢沉
颗粒在介质中的沉降速度小于0.1cm/s
粒度分析PPT课件
围为14~19微米。
.
38
No Image
/10/29
.
39
nmin nmax n平均 S
特征粒径 x’min x’max x平均
S
检测 数
沉降 天平
1.09
1.36
1.19
0.08
28.5
38.7
33.2
3.70
12
激光 分析
0.81
0.99
0.89
0.05
21.5
28.3
25.6
2.09
12
.
31
激光法向细粉方向移动，细粉含量偏高。
因为其超声分散更彻底. 。
颗粒粒径累计分布表示小于（大于）某 粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒 径的关系（积分曲线）。
.
15
平均粒径
粒径表示形式
算术平均直径
D1
1
100
idi
几何平均直径 logDg i logdi / i
调和平均直径 Dh i /i di
平均面积径 Ds idi2 / i
除了平均粒径，还须用偏差系数K偏 来说明粉体的均匀程度。
其中，
x 1 ln x S d 50
S ln d 50 d 16
d50, d16 分别为 筛析通过量为 50% 和16% 时 的粒径。
d50可作为特征粒径，相当于x’ ；S表示
颗粒分布宽度，相当于n值。
.
14
3. 粒群的平均粒径
实际粉体的颗粒大小也可以以平均粒径 表示。
颗粒粒径频率分布表示各个粒径相对应 的颗粒百分含量（微分曲线）。
1. 单个颗粒的粒径表示方法：
指定的线段：长轴径，短轴径，定方向径
.
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No Image
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nmin nmax n平均 S
特征粒径 x’min x’max x平均
S
检测 数
沉降 天平
1.09
1.36
1.19
0.08
28.5
38.7
33.2
3.70
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激光 分析
0.81
0.99
0.89
0.05
21.5
28.3
25.6
2.09
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激光法向细粉方向移动，细粉含量偏高。
因为其超声分散更彻底. 。
颗粒粒径累计分布表示小于（大于）某 粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒 径的关系（积分曲线）。
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15
平均粒径
粒径表示形式
算术平均直径
D1
1
100
idi
几何平均直径 logDg i logdi / i
调和平均直径 Dh i /i di
平均面积径 Ds idi2 / i
除了平均粒径，还须用偏差系数K偏 来说明粉体的均匀程度。
其中，
x 1 ln x S d 50
S ln d 50 d 16
d50, d16 分别为 筛析通过量为 50% 和16% 时 的粒径。
d50可作为特征粒径，相当于x’ ；S表示
颗粒分布宽度，相当于n值。
.
14
3. 粒群的平均粒径
实际粉体的颗粒大小也可以以平均粒径 表示。
颗粒粒径频率分布表示各个粒径相对应 的颗粒百分含量（微分曲线）。
1. 单个颗粒的粒径表示方法：
指定的线段：长轴径，短轴径，定方向径
《颗粒物的测定》PPT课件
• 滤膜捕集——重量法
用抽气动力抽取一定体积的空气通过已恒重 的滤膜，则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上， 根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，即可计 算TSP的浓度。
根据采样流量不同分为大流量、中流量和小流 量采样法。
采样仪器、步骤、计算方法：P.146
2021/4/25
2
二、可吸入颗粒物(PM10)的测定
测定方法：分光光度法、化学发光法、原电池 库仑滴定法。
24
三、一氧化碳的测定
一氧化碳(CO)是空气中主要污染物之一，它主要 来自石油、煤炭燃烧不充分的产物和汽车排气。
CO是一种无色、无味的有毒气体，燃烧时呈淡蓝 色火焰。它容易与人体血液中的血红蛋白结合， 形成碳氧血红蛋白，使血液输送氧的能力降低， 造成缺氧症。
• 来源：
煤和石油等燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼、硫酸、 硫酸盐等化工产品生产排放的废气。
• 测定方法：
பைடு நூலகம்
分光光度法、碘量法、电化学方法（定电位电解法、库仑滴
定法）、紫外荧光法、火焰光度法等。
15
(一)四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 方法原理
16
方法的关键： 标准曲线的绘制 P.149
17
（二）碘量法测定SO2
测定方法：气相色谱法、光电离检测法。
30
么么么么方面
• Sds绝对是假的
九、挥发性有机物(VOCs)和甲醛的测定
VOCs是指室温下饱和蒸气压超过133.32Pa的 有机物，如苯、卤代烃、氧烃等。VOCs和甲 醛是人们关注的室内空气污染的主要有机物， 具有毒性和刺激性，有的还有致癌作用。
挥发性有机化合物(VOCs)的测定: 冷冻吸附采样，热解析进样，毛细管色谱法。 甲醛的测定 酚试剂分光光度法，气相色谱法。
用抽气动力抽取一定体积的空气通过已恒重 的滤膜，则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上， 根据采样前后滤膜质量之差及采样体积，即可计 算TSP的浓度。
根据采样流量不同分为大流量、中流量和小流 量采样法。
采样仪器、步骤、计算方法：P.146
2021/4/25
2
二、可吸入颗粒物(PM10)的测定
测定方法：分光光度法、化学发光法、原电池 库仑滴定法。
24
三、一氧化碳的测定
一氧化碳(CO)是空气中主要污染物之一，它主要 来自石油、煤炭燃烧不充分的产物和汽车排气。
CO是一种无色、无味的有毒气体，燃烧时呈淡蓝 色火焰。它容易与人体血液中的血红蛋白结合， 形成碳氧血红蛋白，使血液输送氧的能力降低， 造成缺氧症。
• 来源：
煤和石油等燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼、硫酸、 硫酸盐等化工产品生产排放的废气。
• 测定方法：
பைடு நூலகம்
分光光度法、碘量法、电化学方法（定电位电解法、库仑滴
定法）、紫外荧光法、火焰光度法等。
15
(一)四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法 方法原理
16
方法的关键： 标准曲线的绘制 P.149
17
（二）碘量法测定SO2
测定方法：气相色谱法、光电离检测法。
30
么么么么方面
• Sds绝对是假的
九、挥发性有机物(VOCs)和甲醛的测定
VOCs是指室温下饱和蒸气压超过133.32Pa的 有机物，如苯、卤代烃、氧烃等。VOCs和甲 醛是人们关注的室内空气污染的主要有机物， 具有毒性和刺激性，有的还有致癌作用。
挥发性有机化合物(VOCs)的测定: 冷冻吸附采样，热解析进样，毛细管色谱法。 甲醛的测定 酚试剂分光光度法，气相色谱法。
粉体颗粒的物性35页PPT
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
粉体颗粒的物性
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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26
Example - 岩石破碎
27
Example - 岩石破碎
28
Coefficient of Static Friction 0.5 0.3 0.3 0.6 0.6 0.3 0.3 0.6 0.6 0.3 0.3 0.6 0.6
Coefficient of Rolling Friction 0.01 0.06 0.12 0.06 0.12 0.06 0.12 0.06 0.12 0.06 0.12 0.06 0.12
• 0.1, 0.15, 0.2
颗粒-结构静摩擦系数
• 0.004, 0.005, 0.006
JKR表面能
• 10J/m2, 15J/m2, 20J/m2
正交实验方案
4因素3水平表 81次 → 9次
24
Example - 混凝土泵
25
Example - 混凝土泵
JKR表面能 影响很小
颗粒-结构 静摩擦系数 影响最大
5.05E-04
30.00% 1.52E-04
Estimate of Time per iteration per particle (microseconds) Number of time steps Simulation Details Total Time (s) Total Time (hours) Total Time (days)
非 绝 对 标 准
仅 供 参 考
剪切模量
1×107PaΒιβλιοθήκη 评估计算量实验尺度 1~4小时
中试尺度 数天
工业设备 2~3周
14
How - 计算量
Particle Details Radius (m) Density (Kg/m^3) Poisson's Ratio Shear Modulus Time Details Rayleigh Time Step Percentage of Rayleigh Time Step Used Time step used (s) 0.00332964 2000 0.3 1.00E+06
Angle of Repose (deg) 20.13 29.77 -----32.12 38.67 31.84 -----27.75 ------27.42 -----------------
23
Example - 混凝土泵
实测活塞平均压强
0.05MPa
待标定参数
颗粒-颗粒静摩擦系数 • 0.35, 0.4, 0.45 颗粒-颗粒滚动摩擦系数
20
Example - 安息角
21
Example - 安息角
22
Example - 安息角
Simulation Standard Values 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
JKR Energy (J/m2) 0 10 10 10 10 15 15 15 15 20 20 20 20
Material Calibration
材料物性参数标定
1
Why - 理论与现实的差距
- 泊松比、剪切模量、真实密度
理 论 现 实
- 碰撞恢复系数、静摩擦/滚动摩擦系数
- JKR表面能、Bond法/切向模量
- 泊松比、剪切模量、堆积密度 - 堆积角、撞击力、压力-位移曲线
- 含水量、湿度、硬度
2
Why - 理论与现实的差距
本征参数 - 粒径、剪切模量 - 制约着计算速度 接触参数 - 物体的性质 - 而不是物质的性质
参数很重要 但我们不知道
接触模型参数 - 数学化的变量 - 而不是现实的变量 没有数据库 没有关系式 没有换算法
3
Why - 理论与现实的差距
在合适时间内
完成计算
用现实判定参
数合理性
我们的
目标是
4
Why - 理论与现实的差距
在合适时间内完成计算 用现实判定参数合理性
放大粒径
堆积安息角
非球形颗粒
碰撞测试
降低剪切模量
压力试验
5
How - 一般的流程
设计合适的虚 拟实验
评估计算量确 定粒径、形态 和剪切模量
分析获取合 理的参数值
选取待标定 的变量
大量参数值 组合计算
6
How - 虚拟实验
堆积安息角
7
How - 虚拟实验
1 1.32E+05
2.64E+04 7.33 0.31
15
How - 待标定变量
碰撞恢复系数 颗粒-颗粒 接触参数 颗粒-结构 滚动摩擦系数 法/切向模量 Bonding模型 模型参数 JKR模型 法/切向极限应力 粘结半径 表面能 静摩擦系数
16
How - 组合计算
17
How - 组合计算
堆积形态线
8
How - 虚拟实验
滑板实验
9
How - 虚拟实验
滑板实验
10
How - 虚拟实验
撞击力测试
11
How - 虚拟实验
压力实验
12
How - 虚拟实验
选择实验的标准 切合目的 因地制宜 简单易行
13
How - 计算量
颗粒形态
非球形
2~4球面
颗粒粒径
设备细节
比关键尺寸 小一个量级
27次 OK~
3因素
3水平
5因素
5水平
3125次 Maybe~ 823543次
It’s impossible!
7因素
7水平
18
How - 组合计算
EDEM集群 计算服务
正交实验法
Isight 优化算法
因素敏感性 分析
19
Example - 安息角
实测安息角
40° ± 2.0°
待标定变量
颗粒-颗粒静摩擦系数 • 0.3，0.6 颗粒-颗粒滚动摩擦系数 • 0.06，0.12 JKR表面能 • 10J/m2，15J/m2，20J/m2