沉降法粒度测试原理——Stokes定律
stokes定律
斯托克斯定律(Stokes Law，1845)是指与粘滞力相比，惯性力可以忽略的情况下斯托克斯导出的阻力表达式。
因为气溶胶粒子小、运动速度低，大部分气溶胶粒子的运动属于低雷诺数区，所以斯托克斯阻力定律广泛用于气溶胶研究。
与牛顿阻力定律相对应，经常把斯托克斯阻力定律可以应用的区间称为“斯托克斯区”，把能应用斯托克斯定律得粒子称为“斯托克斯粒子”。
斯托克斯定律对研究大气质点的沉降以及大气颗粒物（气溶胶）采样器的设计都是很有用的。
土的颗粒分析方法概论
移液管法
移液管法
④ 旋转三通阀，使吸球与放液口相通，将多余的悬液从放液口流出，收 集后倒入原悬液中。 ⑤ 将移液管下口放置在烧杯内，旋转三通阀，使吸球与移液管相通，用 吸球将悬液挤入烧杯中，从上口倒入少量纯水，旋转二通阀，使上下口 连通，水则通过移液管将悬液洗入烧杯中。 ⑥ 使烧杯内的悬液蒸干，在106~110℃温度下烘至恒量，称烧杯内试样 的质量，准确至0.001g。 ⑦ 按下式计算小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比
Hale Waihona Puke 密度计法与移液管法的比较密度计法与移液管法的不同点
密度计法与移液管法的不同点在于对试样的用量上的不同。用密度 计法进行检测时，规定试样要采用风干的试样30g；用移液管法进行检测 时，规定试样要采用风干的试样10~20g；另外两种方法在检测的主要设 备上也有所不同。(表1为密度计法与移液管法的比较)
密度计法与移液管法的比较
密度计法与移液管法对比的结论
密度计法相对于移液管法而言:试验的前期准备较为简单，整个试验 的过程也较为简单便于操作。但是在实际的操作过程中容易造成误差， 因此可能会影响检测的最终结果。
移液管法相对于密度计法而言:试验的前期准备工作较为复杂，整个 试验的操作过程也过于繁琐，对操作人员的技术要求也相对较高，但是 移液管法的测试精度比密度计法要高，测试的结果也更加准确，因此在 检测自然上颗粒粒径小于0.075mm的土的颗分试验时应该采用移液管法 。(表2为两种试验的对比)
沉降分析测定悬液密度的方法有两种，即密度计 法（比重计法）和移液管法。依据相关标准，这 两种方法测定土试样的粒径均小于0.075mm。下 面是两种方法的具体试验步骤。
密度计法（比重计法）
试验仪器与用具
（1）密度计：
激光粒度测试的三大定律
激光粒度测试的三大定律一、沉降法的粒度测试原理--Stokes定律：沉降法就是通过测量颗粒物在液体中的沉降速度来反映粉体粒度分布的一种方法。
我们知道，在液体中大颗粒的沉降速度会快，小颗粒的沉降速度会慢。
沉降速度跟粒径的数量关系我们可以从Stokes定律的数学表达式得到：在Stokes定律中我们可以看到，颗粒的沉降速度跟粒长的平方成正比，可见在重力的沉降中颗粒越细沉降速度就会越慢。
比如在相同条件下的时候，两个粒径比会为10：1，那么这两个颗粒的沉降速度之比为100:1。
为了加快细颗粒的沉降速度，缩短测试时间，提高测试精度，许多沉降仪引入了离心沉降手段来加快细颗粒的沉降速度。
二、沉降法粒度测试原理--比尔定律：从Stokes定律可知，只要测到颗粒的沉降速度，就可以得到该颗粒的粒径了。
在实际测量过程中，直接测量颗粒沉降速度是很困难的，因此在沉降法粒度测试过程中，常常用透过悬浮液的光强的变化率来间接地反映颗粒的沉降速度。
那么，光强的变化率与粒径之间的关系是怎样的呢?比尔定律给出了某时刻的光强与粒径之间的数量关系。
这样我们就可以通过测试某时刻的光强来得到光强的变化率，再通过计算机的处理就可以得到粒度分布了三、激光粒度测试原理：由激光器发出的激光束，经滤波、扩束、准值后变成一束平行光，在该平行光束没有照射到颗粒的情况下，光束经过富氏透镜后将汇聚到焦点上。
当通过某种特定的方式把颗粒均匀地放置到平行光束中时，激光将发生衍射和散射现象，一部分光将与光轴成一定的角度向外扩散。
理论与实践都证明，大颗粒引发的散射光的散射角小，颗粒越小，散射光的散射角越大。
这些不同角度的散射光通过富氏透镜后将在焦平面上将形成一系列的光环，由这些光环组成的明暗交替的光斑称为Airy斑。
Airy中包含着丰富的粒度信息。
简单地理解就是半径大的光环对应着较小的粒径的颗粒，半径小的光环对应着较大粒径的颗粒;不同半径上光环的光能大小包含该粒径颗粒的含量信息。
马尔文粒度仪原理
马尔文粒度仪原理马尔文粒度仪是一种用于测量颗粒物料粒度大小的仪器。
它利用颗粒物料在一定条件下的沉降速度与物料的粒径大小之间的关系，通过对沉降速度的测量来确定颗粒物料的粒度分布。
马尔文粒度仪的原理基于斯托克斯定律，该定律描述了一种理想情况下的颗粒物料在某一流体介质中的沉降速度与颗粒粒径的关系。
根据斯托克斯定律，颗粒在流体中的沉降速度与颗粒粒径的平方成正比，颗粒的形状和密度也会影响沉降速度。
马尔文粒度仪由沉降管、光电定位装置和颗粒物料供给系统组成。
首先，将颗粒物料以适当浓度悬浮在粒径较小的液相介质中，并通过颗粒物料供给系统将悬浮液注入沉降管中。
然后，打开光电定位装置，使其照射到沉降管上的标记线上。
标记线是一组互相平行并呈等间距的黑线，用于测量颗粒物料的沉降速度。
当悬浮液在沉降管中静置一段时间后，颗粒物料会开始自上而下地沉降。
在沉降过程中，光电定位装置会不断检测标记线上行过的颗粒数量，并根据沉降时间和颗粒数量的关系计算颗粒物料的沉降速度。
根据斯托克斯定律，可以通过沉降速度计算出颗粒物料的粒径大小。
具体而言，马尔文粒度仪会测量悬浮液中颗粒物料从上一标记线沉降至下一标记线所需要的时间间隔。
通过这些时间间隔的测量数据，可以计算出颗粒物料的沉降速度。
利用标记线的间距和测得的沉降速度，可以通过斯托克斯定律计算出颗粒物料的粒径大小。
通常情况下，马尔文粒度仪会测量多个标记线的下沉时间，并取平均值以增加测量的准确性。
为了保证测量的准确性，马尔文粒度仪在使用过程中需要注意以下几个因素。
首先，液相介质的选择要适当，通常选择的是密度与颗粒物料接近的液体。
其次，颗粒物料的浓度要适宜，过高或过低的浓度都会影响测量结果。
此外，沉降管的长度和直径也会对测量结果产生影响，应根据样品的特性和所需粒度范围选择适当的沉降管。
总结而言，马尔文粒度仪通过测量颗粒物料在一定条件下的沉降速度，利用斯托克斯定律计算出颗粒物料的粒径大小。
这种原理简单但准确可靠，已被广泛应用于实验室和工业生产中对颗粒物料粒度大小的测量。
费氏粒度仪工作原理(一)
费氏粒度仪工作原理(一)费氏粒度仪工作原理仪器简介费氏粒度仪是一种用来测量颗粒粒度分布的实验仪器。
粒度分布是描述颗粒物料中不同粒径颗粒所占比例的大小关系。
费氏粒度仪通过测量颗粒在流体中的沉降速度，从而反推颗粒的粒径大小。
测量原理费氏粒度仪的测量原理基于斯托克斯定律，即颗粒在流体中的沉降速度与颗粒的粒径呈正相关关系。
斯托克斯定律的表达式如下：v=2g9ηr2(ρp−ρf)其中，$ v $ 表示颗粒的沉降速度，$ g $ 表示重力加速度，$ $ 表示流体的动力粘度，$ r $ 表示颗粒的半径，$ _p $ 表示颗粒的密度，$ _f $ 表示流体的密度。
仪器构成费氏粒度仪由测量管、光电传感器、控制系统和显示器等组成。
测量管测量管是费氏粒度仪中最重要的组成部分。
它通常是一个长而细的玻璃管，一端开放，另一端与流体系统连接。
测量管内通常填充了透明的流体介质。
光电传感器光电传感器用于感知颗粒在测量管中的沉降行为。
当颗粒通过光电传感器时，传感器会记录时间，从而测量颗粒的沉降速度。
控制系统控制系统由计算机和相应的软件构成，用于实时处理光电传感器传回的数据，并计算颗粒的粒径大小。
显示器显示器用于展示实时测量结果，包括颗粒的粒径分布图和统计数据等。
测量步骤费氏粒度仪的测量步骤如下：1.安装并预热仪器，确保测量管内的流体介质温度稳定。
2.通过流体系统将待测颗粒样品引入测量管中。
3.开始测量，启动控制系统记录光电传感器的数据。
4.根据斯托克斯定律，计算颗粒的粒径大小。
5.显示实时测量结果，并生成粒径分布图和统计数据。
应用领域费氏粒度仪在颗粒物料行业中具有广泛的应用。
它可以用来研究颗粒物料的物理特性、产品质量控制、颗粒过滤等。
总结费氏粒度仪通过测量颗粒在流体中的沉降速度来反推颗粒的粒径大小。
它的测量原理基于斯托克斯定律，通过光电传感器记录颗粒的沉降行为，并使用控制系统计算粒径大小。
费氏粒度仪在颗粒物料行业中具有广泛的应用，对于研究颗粒物料的物理特性和质量控制具有重要意义。
实验一 粒度测定
实验一 粒度测定——沉降分析法一、实验目的学习沉降分析法的基本原理，测定CaCO 3粉末粒子的大小及分布。
二、实验内容 1、原理悬浮粒子在分散介质中一方面受到重力的作用，作加速运动而下沉，另一方面受到介质的阻力。
当此二力相等时，粒子将匀速下沉。
设粒子为球形，则有6ππηr )g ρ(ρπr 3403=-因而29ρρην-⋅=g r (1)上式即为stokes 沉降公式。
式中：r 为粒子半径，η为介质粘度，v 为沉降速度，ρ为粒子密度，ρ0为介质密度，g 为重力加速度。
若H 表示t 时间内粒子沉降的距离则 ()gt HH r 00121.2)gt-2(9ρρηρρη-==(2)或gtHd )0(42.4ρρη-= (3) d 为粒子的直径。
若粒子不是球形，由上式求得之r 为等效半径。
实际的悬浮粒子往往是多分散的，粒子大小有一分布。
用沉降分析法测定粒子大小分布，是在离开液面一定高度处测定沉降量(P)随时间(t)的变化，作P~t 曲线(沉降曲线)，再用此曲线进行处理，得到粒子大小的积分和微分分布曲线。
常用的处理方法是将每一时间t 的沉降量P 分为两部分；半径大于用(2)式计算得的粒子的重量S 和半径小于按(2)式计算之粒子的部分沉降量q ，在图26-1所示的P~t 曲线上作与t 1相应之C 1点的切线，交P 轴于A 1、C 1A 1线的斜率为(dP/dt)t-t 1，q ＝t 1(dP/dt) t-t 1＝A 1B 1，与t 1相对应的已完全沉降的粒子重量为S ，因为S + q = P所以S=OA 1。
若P c 表示悬浮粒子的极限沉降量，半径大于某r(相当于在时间t 1内完全沉降)的粒子的百分含量(用Q 表示)可用下式表示%1001⨯=cP OA Q (4)沉降分析法用普通扭力天平即可进行实验，也可用其它的类似装置进行。
图1-1沉降曲线图图1-2 扭力天平示意图1-旋扭；2-水平仪；3-指针；4-开关旋扭5-天平臂；6-转盘2、仪器药品扭力天平，停表，台秤。
斯托克斯定律实验的操作技巧
斯托克斯定律实验的操作技巧斯托克斯定律是流体力学中一项重要的实验定律，其通过测量细长颗粒在粘稠流体中沉降的速度来推导出颗粒的大小和流体的粘度。
这个实验可以在普通的实验室环境下进行，具有一定的难度和技巧。
以下是斯托克斯定律实验的一些操作技巧。
首先，为了保证实验结果的准确性，我们需要准备好实验所需的仪器和材料。
主要包括：一个透明的长直筒，用来装载粘稠流体；一些细长而均匀的颗粒，如沙子或者小米；一支透明的尺子或者刻度尺，用来测量颗粒的沉降高度；一份具体且详细的实验记录表格，用来记录每次实验的数据。
在实验开始前，我们需要先将筒子清洗干净，并确保其内部无杂质。
接着，我们将粘稠流体倒入筒子中，注意不要让气泡进入流体中，否则会影响实验的准确性。
然后，我们需要将细长颗粒轻轻地倒入筒子中，避免颗粒在流体中受到过多的扰动。
在进行实验的过程中，我们需要注意控制实验环境的稳定性。
首先，我们要保持实验室的温度和湿度相对稳定，避免温度和湿度的变化对实验结果产生影响。
其次，我们要保持实验台面的平稳，以减小颗粒沉降时受到的外界振动。
为了准确记录实验数据，我们需要使用透明的尺子或者刻度尺来测量颗粒的沉降高度。
测量时，要尽量减小误差，可以反复测量多次并取平均值，同时要注意测量时尺子与颗粒的平行度。
为了更加精确地测量沉降高度，我们可以在筒子内部刻上一系列等距的标记，以供尺子参考。
在实验结束后，我们需要进行数据分析和结果的计算。
根据斯托克斯定律的表达式，可以通过测量得到的沉降速度和已知的流体粘度来计算出颗粒的直径。
在计算过程中，要注意单位的换算和计算公式的正确使用，以确保计算结果的准确性。
在进行斯托克斯定律实验时，我们还可以探索一些改进的方法，以提高实验的准确性和精度。
例如，我们可以使用更加精密的仪器来测量颗粒沉降速度，如高速相机或者激光测速仪。
我们还可以采用不同尺寸和形状的颗粒进行实验，以研究其对流体流动的影响。
总之，斯托克斯定律实验是一项重要的流体力学实验，其操作技巧对于确保实验结果的准确性和可靠性至关重要。
stokes阻力定律
Stokes阻力定律1. 引言Stokes阻力定律是描述物体在流体中受到的阻力大小和方向的定律，由英国物理学家George Gabriel Stokes于1851年首次提出。
该定律对于理解流体力学和研究物体在流体中运动具有重要意义。
本文将深入探讨Stokes阻力定律的原理、应用以及其在科学研究和工程领域中的重要性。
2. 原理根据Stokes阻力定律，当一个小球或细长物体在粘性流体中匀速运动时，它所受到的阻力与其速度成正比。
具体而言，Stokes阻力可表示为以下公式：其中，是Stokes阻力，是粘性系数，是物体半径，是物体相对于流体的速度。
3. 应用Stokes阻力定律在科学研究和工程领域有广泛的应用，下面将介绍其中几个重要的应用。
3.1 球体在流体中的运动当一个小球在粘性流体中以恒定速度运动时，根据Stokes阻力定律，可以计算出其所受到的阻力大小。
这对于研究微小颗粒在溶液中的扩散、浮力效应以及颗粒沉降速度等现象非常重要。
此外，Stokes阻力定律还可应用于纳米颗粒、细菌等微观尺度物体在生物医学和环境科学研究中的运动分析。
3.2 液滴的形变与分离在液滴分离和形变过程中，Stokes阻力定律也发挥着重要作用。
通过对液滴内部流体和外部流体之间的相互作用进行建模，并结合Stokes阻力定律计算液滴所受到的阻力，可以预测液滴形变、分离时间以及分离方式等关键参数。
这对于液滴生成、油水分离、微流控技术等领域具有重要意义。
3.3 球形颗粒的沉降在研究颗粒物质在液体中的沉降速度时，Stokes阻力定律可用于计算颗粒沉降过程中所受到的阻力。
通过测量颗粒的下降速度和应用Stokes阻力定律，可以估计颗粒的大小、密度以及液体的粘性等参数。
这对于分离和筛选颗粒物质、测定悬浮液中固体含量等方面具有重要意义。
4. 科学研究与工程应用Stokes阻力定律不仅在科学研究中有广泛应用，也在工程实践中发挥着重要作用。
以下是一些相关领域的具体应用示例：•生物医学工程：Stokes阻力定律可应用于血液流动模拟、细胞运动分析以及微流控芯片设计等生物医学工程研究。
粒度测试的基本概念和基本知识(汇编)
粒度测试的基本概念和基本知识1什么是颗粒？颗粒是具有一定尺寸和形状的微小的物体，是组成粉体的基本单元。
它宏观很小，但微观却包含大量的分子、原子。
2什么叫粒度？颗粒的大小称为颗粒的粒度。
3什么叫粒度分布？4不同粒径的颗粒分别占粉体总量的百分比叫做粒度分布。
5常见的粒度分布的表示方法？表格法：用列表的方式表示粒径所对应的百分比含量。
通常有区间分布和累计分布。
图形法：用直方图和曲线等图形方式表示粒度分布的方法。
6什么是粒径？颗粒的直径叫做粒径，一般以微米或纳米为单位来表示粒径大小。
7什么是等效粒径？当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时，我们就用该球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的直径。
根据不同的测量方法，等效粒径可具体分为下列几种：等效体积径：即与所测颗粒具有相同体积的同质球形颗粒的直径。
激光法所测粒径一般认为是等效体积径。
等效沉速粒径：即与所测颗粒具有相同沉降速度的同质球形颗粒的直径。
重力沉降法、离心沉降法所测的粒径为等效沉速粒径，也叫Stokes径。
等效电阻径：即在一定条件下与所测颗粒具有相同电阻的同质球形颗粒的直径。
库尔特法所测的粒径就是等效电阻粒径。
等效投影面积径：即与所测颗粒具有相同的投影面积的球形颗粒的直径。
图像法所测的粒径即为等效投影面积直径。
为什么要用等效粒径概念？由于实际颗粒的形状通常为非球形的，因此难以直接用粒径这个值来表示其大小，而直径又是描述一个几何体大小的最简单的一个量，于是采用等效粒径的概念。
简单地说，粒径就是颗粒的直径。
从几何学常识我们知道，只有圆球形的几何体才有直径，其他形状的几何体并没有直径，如多角形、多棱形、棒形、片形等不规则形状的颗粒是不存在真实直径的。
但是，由于粒径是描述颗粒大小的所有概念中最简单、直观、容易量化的一个量，所以在实际的粒度分布测量过程中，人们还都是用粒径来描述颗粒大小的。
一方面不规则形状并不存在真实的直径，另一方面又用粒径这个概念来表示它的大小，这似乎是矛盾的。
沉降式粒度仪的测试原理
TZC-4粒度测定仪（沉降天平）的测试原理
根据斯托克斯定理，粉尘颗粒在沉降过程中，发生颗粒分级，因而静止 的沉降液的粘滞性对沉降颗粒起着摩擦阻力作用，按公式计算：
r = I 9n / [2 g （丫 k -丫 t ）] • （H / t ）
当测出颗粒沉降至一定高度 H 所需之时间t 后，就能算出沉降速度V 、颗 粒半径r 。
所谓沉降分析法就应用此理论来求得颗粒分布情况。
仪器使用时，只要将被测定物（3 ~10 g ,或根据试样性质和经验确定试样 量）烘干后放在500C.C 的沉降液中经搅拌后进行测试。
计算机自动记录沉降曲 线，然后据此计算颗粒大小、平均粒径、中位径、比表面积、平均误差；颗粒 分布分析；计算结果、图表打印等。
采用自然沉降原理，测定1-260um 之间的颗粒大小及分布。
TZC-4型沉降式 粒度仪由高精度电子天平和计算机数据处理系统组成，自动记录颗粒沉降的全过 程，进行各种计算，打印数据，图表。
经典的测试原理、清晰明了的测试过程、稳定可靠的测试数据、快速方便的 数据处理、简单易懂的操作、相对低廉的价格，尤其适合工矿企业实验室做质量 检测。
尤其适合大专院校的学生开展相关实验或老师搞科研。
式中：
r =颗粒半径 n =沉降液粘度 丫 k=颗粒比重 丫t=沉降液比重 H =沉降高度（沉降液面到称盘底面的距离） t =沉降时间 g =重力加速度
cm
泊，即克/厘米•秒
克/厘米3
克/厘米
厘米
秒
980厘米/秒 2。
strokes定律
strokes定律斯托克斯定律是描述在固体颗粒悬浮物中的液体中粒子受到的阻力的定律。
它是由英国物理学家斯托克斯（George Gabriel Stokes）在19世纪提出的。
斯托克斯定律对于解释颗粒在液体中的运动以及液体中粘性的研究具有重要意义。
下面我将详细介绍斯托克斯定律的相关内容。
斯托克斯定律是描述粒子在稀释的牛顿流体中的运动阻力的定律。
在此定律中，我们假设颗粒直径较小且速度较慢，所以不会引起流体的紊动。
斯托克斯定律适用于液体和颗粒之间的相对速度较小，粘度较高的流体中的微小粒子，例如颗粒径向小于1mm的颗粒。
斯托克斯定律的数学表达式为F=6πrυ，其中F表示颗粒受到的阻力，r表示颗粒的半径，υ表示流体粘度。
根据斯托克斯定律，颗粒所受到的阻力与其速度成正比，与其半径平方成正比，与流体粘度成正比。
斯托克斯定律的推导基于牛顿第二定律，即质量乘以加速度等于所受力。
在液体中，颗粒受到的重力和阻力是最主要的力。
根据牛顿第二定律，可以得到颗粒受到的净力等于重力与阻力之差。
在稳定状态下，颗粒所受到的净力为零，即重力与阻力相等，即mg=F，其中m为颗粒质量，g为重力加速度。
根据斯托克斯定律的数学表达式F=6πrυ，我们可以将其代入以上方程中，得到mg=6πrυ，即mg=6πrυ。
由此可以解出颗粒在液体中的速度υ=mg/(6πr)。
通过斯托克斯定律，我们可以计算出颗粒在液体中的速度。
斯托克斯定律的应用非常广泛。
在环境工程中，斯托克斯定律可应用于水处理过程中颗粒物的沉降速度的计算。
在石油工程中，斯托克斯定律可用于预测油井中油水两相流体的分离速度。
此外，该定律还可应用于生物学、化学、材料科学等领域的研究中。
然而，斯托克斯定律也有其适用范围和假设的限制。
首先，斯托克斯定律假设粒子直径较小，速度较慢，并且颗粒与颗粒之间没有相互作用力。
这意味着当粒子直径较大或速度较快时，斯托克斯定律不再适用，需要采用其他的流体动力学模型。
stockes定律
stockes定律摘要：1.斯托克斯定律的背景和定义2.斯托克斯定律在现实生活中的应用3.斯托克斯定律与其他相关定律的区别4.斯托克斯定律在科学研究中的重要性5.结论正文：斯托克斯定律，又称斯托克斯- 费曼定律，是由英国物理学家乔治·斯托克斯和爱尔兰物理学家威廉·汤姆逊·费曼在19 世纪提出的。
该定律描述了流体中颗粒的沉降速度与颗粒大小、形状、密度以及流体粘度之间的关系。
在现实生活中，斯托克斯定律被广泛应用于地质学、气象学、海洋学、环境科学以及生物医学等领域。
例如，在地质学中，通过研究颗粒沉降速度，可以推测地层的形成过程；在气象学中，可以预测颗粒物在大气中的扩散和沉降；在海洋学中，有助于了解海洋表层和深层之间的物质交换；在环境科学中，可用于评估污染物的扩散和治理效果；在生物医学中，可以指导药物颗粒在生物体内的传输过程。
斯托克斯定律与其他相关定律，如达西定律（描述流体在多孔介质中的渗透速度）和威斯巴赫定律（描述颗粒在流体中的悬浮速度），有所区别。
达西定律主要关注流体在多孔介质中的渗透过程，而斯托克斯定律关注的是颗粒在流体中的沉降过程；威斯巴赫定律主要描述了颗粒在流体中的悬浮速度与流体速度的关系，而斯托克斯定律则包括了颗粒沉降速度与颗粒本身性质的关系。
斯托克斯定律在科学研究中具有重要意义。
它为颗粒物质的运动提供了理论依据，有助于深入理解自然界中颗粒物质的传输过程。
此外，斯托克斯定律在工程领域也有广泛应用，如在建筑设计中，需要考虑颗粒沉降对建筑结构的影响；在废水处理过程中，需要控制颗粒物的沉降速度以保证处理效果。
总之，斯托克斯定律作为流体力学中的一个基本原理，对于理解颗粒物质在流体中的运动具有重要意义。
stokes定律公式
stokes定律公式以Stokes定律公式为标题的文章Stokes定律是描述细小颗粒在粘性流体中受到阻力的定律。
它是由爱尔兰物理学家乔治·斯托克斯于19世纪提出的，成为了流体力学中的重要定律之一。
Stokes定律可以用来计算细小颗粒在流体中的速度和阻力，对于研究微粒运动和沉降速度等现象具有重要意义。
根据Stokes定律，当细小颗粒在粘性流体中运动时，其受到的阻力与其速度成正比。
阻力的大小与颗粒的形状和大小、流体的黏性以及颗粒与流体之间的相对速度有关。
Stokes定律的数学表达式如下：F = 6πηrv其中，F代表颗粒受到的阻力，η代表流体的黏性系数，r代表颗粒的半径，v代表颗粒的速度。
根据Stokes定律，可以得出以下几个重要结论：1. 细小颗粒在粘性流体中的速度与颗粒的半径成反比。
即颗粒越小，其速度越大。
2. 细小颗粒在粘性流体中的速度与流体的黏性成反比。
即流体越黏稠，颗粒的速度越慢。
3. 细小颗粒在粘性流体中的速度与受到的阻力成正比。
即阻力越大，颗粒的速度越小。
4. 细小颗粒在粘性流体中的速度与颗粒与流体之间的相对速度成正比。
即相对速度越大，颗粒的速度越大。
Stokes定律的应用十分广泛。
在实际生活和科学研究中，我们可以利用Stokes定律来计算微小颗粒在流体中的沉降速度，从而研究颗粒的分离、过滤和沉淀等过程。
此外，Stokes定律还可以用来研究微小颗粒在空气中的扩散速度，对于理解空气污染和疾病传播等问题具有重要意义。
然而，需要注意的是，Stokes定律仅适用于低雷诺数的情况，即流体的粘性作用远大于惯性作用的情况。
在高雷诺数的情况下，惯性效应会显著影响颗粒的运动，Stokes定律就不再适用。
此外，Stokes定律也忽略了颗粒与颗粒之间的相互作用和颗粒与容器壁之间的摩擦力，因此在研究颗粒浓度较高或颗粒之间相互作用显著的情况下，需要考虑其他因素来进行精确计算。
Stokes定律是研究微小颗粒在粘性流体中受到阻力的重要定律。
粒度分析仪原理
粒度分析仪原理粒度分析仪是一种用于测量颗粒大小分布的仪器，它在颗粒物料的加工、生产和质量控制中起着重要的作用。
粒度分析仪的原理是基于颗粒在流体中的沉降速度与颗粒大小之间的关系，通过测量颗粒在流体中的沉降速度来确定颗粒的大小分布。
本文将详细介绍粒度分析仪的原理。
首先，粒度分析仪通过在流体中进行颗粒的沉降实验来获取颗粒的大小分布。
在实验中，将待测颗粒悬浮于流体中，然后通过重力或离心力使颗粒沉降。
根据斯托克斯定律，颗粒在流体中的沉降速度与颗粒的大小成正比。
通过测量颗粒的沉降速度，可以得到颗粒的大小分布。
其次，粒度分析仪利用不同的原理和方法来测量颗粒的沉降速度。
常见的粒度分析仪包括激光粒度分析仪、光学显微镜粒度分析仪、离心粒度分析仪等。
这些仪器通过不同的技术手段来实现对颗粒大小分布的测量，具有各自的优缺点，可以根据实际需要选择合适的仪器进行测量。
此外，粒度分析仪在测量颗粒大小分布时需要考虑一些影响因素。
例如，在实验中需要控制流体的粘度、温度和颗粒的浓度，以确保实验结果的准确性。
同时，颗粒的形状和密度也会影响颗粒在流体中的沉降速度，需要进行相应的修正和校正。
最后，粒度分析仪的原理和应用在颗粒物料的生产和质量控制中具有重要意义。
通过粒度分析仪可以及时、准确地获取颗粒的大小分布信息，为工程设计和生产过程提供重要的参考数据。
在颗粒物料的加工过程中，粒度分析仪也可以用于监测颗粒的大小分布变化，帮助优化生产工艺，提高产品质量。
总之，粒度分析仪是一种重要的颗粒大小分布测量仪器，其原理基于颗粒在流体中的沉降速度与颗粒大小之间的关系。
通过测量颗粒的沉降速度，可以获取颗粒的大小分布信息，为颗粒物料的生产和质量控制提供重要的参考数据。
粒度分析仪在工程设计、生产过程中具有广泛的应用前景，对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
粒度测试的基本概念和基本知识问答
粒度测试的基本概念和基本知识问答1. 什么是颗粒颗粒是具有一定尺寸和形状的微小的物体，是组成粉体的基本单元。
它宏观很小，但微观却包含大量的分子、原子。
2. 什么叫粒度颗粒的大小称为颗粒的粒度。
3. 什么叫粒度分布用一定方法反映出一系列不同粒径颗粒分别占粉体总量的百分比叫做粒度分布。
4. 粒度分布的表示方法…1) 表格法：用列表的方式给出某些粒径所对应的百分比的表示方法。
通常有区间分布和累计分布。
2) 图形法：用直方图和曲线等图形方式表示粒度分布的方法。
3) 函数法：用函数表示粒度分布的方法。
常见有R-R分布，正态分布等。
5. 什么是粒径粒径就是颗粒的直径，一般以微米(μm)为单位。
6. 什么是等效粒径等效粒径是指当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时，我们就用该球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的直径。
根据不同的测量方法，等效粒径可具体分为下列几种：、1) 等效体积径：即与所测颗粒具有相同体积的同质球形颗粒的直径。
激光法所测粒径一般认为是等效体积径。
2) 等效沉速粒径：即与所测颗粒具有相同沉降速度的同质球形颗粒的直径。
重力沉降法、离心沉降法所测的粒径为等效沉速粒径，也叫Stokes径。
3) 等效电阻径：即在一定条件下与所测颗粒具有相同电阻的同质球形颗粒的直径。
库尔特法所测的粒径就是等效电阻粒径。
4) 等效投影面积径：即与所测颗粒具有相同的投影面积的球形颗粒的直径。
图像法所测的粒径即为等效投影面积直径。
7. 为什么要用等效粒径概念由于实际颗粒的形状通常为非球形的，因此难以直接用粒径这个值来表示其大小，而直径又是描述一个几何体大小的最简单的一个量，于是采用等效粒径的概念。
8. 什么叫D50-D50是指累计分布百分数达到50％时所对应的粒径值。
它是反映粉体粒度特性的一个重要指标之一。
D50又称中位径或中值粒径。
如果一个样品的D50=5μm，说明在组成该样品的所有粒径的颗粒中，大于5μm的颗粒占 50%，小于5μm的颗粒也占50％。
沉降法粒度测试技术与应用
一、概述沉降法粒度测试技术是指通过颗粒在液体中沉降速度来测量粒度分布的仪器和方法。
这里主要介绍重力沉降式和离心降式这两种光透沉降粒度仪的原理与使用方法。
此外移液管和沉降天平也属这类的装置，因为现在用得较少，所以这里不做介绍。
沉降粒度分析一般要将样品与液体混合制成一定浓度的悬浮液。
液体中的颗粒在重力或离心力等的作用下开始沉降，颗粒的沉降速度与颗粒的大小有关，大颗粒的沉降速度快，小颗粒的沉降速度慢，根据颗粒的沉降速度不同来测量颗粒的大小和粒度分布。
但是，在实际测量过程中，直接测量颗粒的沉降速度是很困难的。
所以通常用在液面下某一深度处测量悬浮液浓度的变化率来间接地判断颗粒的沉降速度，进而测量样品的粒度分布。
当最大颗粒没有从液面降到测量区以前，该处的浓度处在一个恒定状态；当最大颗粒降至测量区后，该处浓度开始下降，随着沉降过程的进行，浓度将进一步下降，直到所有预期要测量的颗粒都沉降到测量区以下，测量过程就结束了。
如图1所示：图1 颗粒在液体中的沉降状态示意图那么，颗粒的沉降速度与粒经之间的关系是怎样的呢？Stokes定律告诉我们，在一定条件下，颗粒在液体中的沉降速度与粒径的平方成正比，与液体的粘度成反比。
这样，对于较粗样品，我们就可以选择较大粘度的液体做介质来控制颗粒的在重力场中心沉降速度；对于较小的颗粒，在重力作用下的沉降速度很慢，加上布朗运动、温度、以及其它条件变化的影响，测量误差将增大。
为克服这些不利的因素，常用离心手段来加快细颗粒的沉降速度。
所以在目前的沉降式粒度仪中，一般都采用重力沉降和离心测降结合的方式，这样既可以利用重力沉降测量较粗的样品，也可以用离心沉降测量较细的样品。
此外也有一种采用改变测量区深度的描沉降式仪器，分动态和静态两种，属于重力沉降范筹。
新式沉降式粒度仪是一种传统理论与现代技术相结合的仪器。
它采用计算机技术、微电子技术和甚至互联网技术，在仪器智能化、自动化等方面都有很大进步。
它的种类也很多，如常见有BT-1500、SA-CP4、SG5100等。
沉降法粒度测试原理——Stokes定律
沉降法粒度测试原理——Stokes 定律沉降法是通过测量颗粒在液体中的沉降速度来反映粉体粒度分布的一种方法。
我们知道，在液体中大颗粒沉降速度快，小颗粒沉降速度慢。
沉降速度与粒径的数量关系，我们可以从下面的Stokes 定律的数学表达式得到：从上式可以看到，颗粒的沉降速度与粒径的平方成正比，可见在重力沉降中颗粒越大沉降速度越快。
比如在相同条件下，两个粒径比为10：1，那么这两个颗粒的沉降速度之比为100：1。
这样通过测量颗粒的沉降速度就可以得到它的粒径了。
为了加快细颗粒的沉降速度，缩短测试时间，提高测试精度，许多沉降仪引入了离心沉降手段来加快细颗粒的沉降速度。
离心状态下，粒径与沉降速度的关系如下：这就是离心状态下的Stokes 定律。
其中ω为离心机角速度，r 为颗粒到轴心的距离。
由于离心机转速较高，ω2r 远远大于重力加速度g ，因此同一个颗粒在离心状态下的沉降速度V c 将远远大于重力状态下的沉降速度V ，这就是离心沉降可以缩短测试时间的原因。
从Stokes 定律可以看出，只要测出颗粒的沉降速度，就可以得到该颗粒的粒径。
但在实际粒度测量过程中，液体中的颗粒数量很多，大小不同，因此直接测量每一个颗粒沉降速度是很困难的，因此用透过悬浮液的光强隨时间的变化率来间接地反映颗粒的沉降速度。
光强与粒径之间的数量关系可以用比尔定律来描述：通过比尔定律，我们通过测量不同时刻的光强得到光强的变化率，可以求得粒度分布。
218)(D gV f s ηρρ-=2218)(D rV f s c ηωρρ-=dD D D n k I I i ⎰∞-=020)()lg()lg(。
1.3.6 斯托克斯Stokes公式
如何用？
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1.3.6 斯托克斯（Stokes）公式
目录
杂质沉浮的速度非常重要，若此速度大则 易于去除，使液态金属得以净化，有利于获得 优质铸件，否则就难以净化。
相反的应用? 金属基复合材料的液相制备过程
2019/3/29
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目录
杂质进入液态金属后，无论是上浮还是下沉，在最初 非常短的时间内它以加速运动; 以后便是匀速运动，这说明杂质所受到的诸力很快处 于平衡。 设杂质的体积为Q，液态金属的密度为1，杂质的密 度为2，则杂质受到液态金属斥力P为：
P Q 1 g Q 2 g Q ( 1 2 ) g
液态金属中杂质的上浮或下沉速度，由?力来决定 杂质所受液体的斥力 杂质的运动阻力。
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1.3.6 斯托克斯（Stokes）公式
目录
斥力的大小和杂质与液态金属之间的密度差有关
杂质的运动阻力取决于??
→液态金属的粘度 →杂质表面性质 →杂质的运动速度。
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1.3.6 斯托克斯（Stokes）公式
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目录
1.3.6 斯托克斯（Stokes）公式
根据斯托克斯（stokes）试验，液态金属对半径小 于0.1cm球形杂质的运动阻力Pc为：
Pc 6rv
式中 v— 杂质的运动速度； r — 杂质半径； η— 液态金属的粘度； g — 重力加速度。 作用在杂质上的力处于处于平衡时：
此式是著名的Stokes公式。
式中，μ 为运动粘度； r为杂质尺寸； ρ 金为液态金属的密度；ρ 杂为杂质的密 2 ) g v 9
2
杂质在液体金属内部的上浮速度影响因素：
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沉降法粒度测试原理——Stokes 定律
沉降法是通过测量颗粒在液体中的沉降速度来反映粉体粒度分布的一种方法。
我们知道，在液体中大颗粒沉降速度快，小颗粒沉降速度慢。
沉降速度与粒径的数量关系，
我们可以从下面的Stokes 定律的数学表达式得到：
从上式可以看到，颗粒的沉降速度与粒径的平方成正比，可见在重力沉降中颗粒越大沉降速度越快。
比如在相同条件下，两个粒径比为10：1，那么这两个颗粒的沉降速度之比为100：1。
这样通过测量颗粒的沉降速度就可以得到它的粒径了。
为了加快细颗粒的沉降速度，缩短测试时间，提高测试精度，许多沉降仪引入了离心沉降手段来加快细颗粒的沉降速度。
离心状态下，粒径与沉降速度的关系如下：
这就是离心状态下的Stokes 定律。
其中ω为离心机角速度，r 为颗粒到轴心的距离。
由于离心机转速较高，ω2r 远远大于重力加速度g ，因此同一个颗粒在离心状态下的沉降速度V c 将远远大于重力状态下的沉降速度V ，这就是离心沉降可以缩短测试时间的原因。
从Stokes 定律可以看出，只要测出颗粒的沉降速度，就可以得到该颗粒的粒径。
但在实际粒度测量过程中，液体中的颗粒数量很多，大小不同，因此直接测量每一个颗粒沉降速度是很困难的，因此用透过悬浮液的光强隨时间的变化率来间接地反映颗粒的沉
降速度。
光强与粒径之间的数量关系可以用比尔定律来描述：
通过比尔定律，我们通过测量不同时刻的光强得到光强的变化率，可以求得粒度分布。
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