颗粒的形状与测量 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
。
粒度分析
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。
气体透过法
• 根据流体流经粉体层时的透过性测量粒 度。 • 由达西定律：t秒内通过截面积A，长度L 的粉体层的流量Q与压力降Δp成正比。
Q p B At L
常数B与粉体的比表面积的关系：
g B 2 2 KSV (1 )
平均粒径
算术平均直径
粒径表示形式
1 i di D1 100
几何平均直径 调和平均直径
log Dg i log d i / i
Dh i / i di
平均面积径
Ds
i di
2
/ 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。 K偏=σ/D1
第三节 粒度测定方法
方法分类
筛分法 直接观察 散射法
测量仪器
筛子 显微镜 粒度分析仪
所得结果
粒度分布 粒度分布，形状 粒度分布
沉降法
气体透过法
沉降天平
比表面积仪
粒度分布
比表面积
筛分法
• 物理分级方法 • 设备简单，操作容易，误差较大。
• 使用一套筛孔大小不等的筛，经干筛或 湿筛后，称量各筛上的筛余，得到粒度 分布和平均粒径。
3
粉体的比表面积SW（cm2/g）
1 g pAt sw 1 5 LQ sv
3
只需测定Q、 Δp 和t即可求出SW。
• 水泥工业中测定水泥细 度的方法是Blaine气体 透过法。 • 固定Q和 Δp ，测定t （ Δp为平均压力）。 • 当液柱由H2下降到H3， 所花时间为t
D
• 测定范围：0.1～150μ m
01颗粒几何形态表征
3
1
{
f wi di f wi di
3
} 3
1
α、β：0，1，2，3，4； d：个数基准表示的粒径； D：质量基准表示的粒径。
1.2 颗粒粒径分布
复习一下概率论的知识 状态分布 对数分布 Rosin -Rammler 分布
粒度分布：千奇百态的粉体，其颗粒大小服 从统计学规律。 指将颗粒群用一定的粒度范围按大小顺序分 为若干粒级，各级别粒子占颗粒群总量的百 分数。 • 频率分布：在粉体样品中，某一粒度(Dp)或 某一粒度范围内(Dp)的颗粒在样品中出现的 次数(np)与样品中总的颗粒数(N)之比。
质量频率 个数频率 （%wt/∆d） （%/∆d) 6.5 19.5 15.8 25.6 23.2 24.1 23.9 17.2 14.3 7.6 8.8 3.6 7.5 2.4
频率分布图
•由频率分布曲线可直接读出多数径dmod。 •也可求出颗粒群的平均径
d ( fi di )
i 1
3 1 i 3
对于同一颗粒群有：DnV ≧ DnS ≧ DnL
d可以是Feret径、Martin径、Krumbein 径等。 个数基准的平均粒径表示：颗粒群与一 个粒度均匀的假想颗粒群在颗粒数相等、 形状相同、总体积相同时的粒度。
当β≠ 0时： 长度表面积平均径α=2、β=1
DLS D2,1
几种粒径的相互关系 Feret径、Martin径和投影面积圆当量径
2５４个颗粒， 38～77m 一般来说： dF>d投影>dM
颗粒群的平均粒径
D { n i d i n i d i
}
1
{
f n i d i f n i d i
经典：粉末的性能与表征
m (m / d) (m / d 3) (m / d 4 )
37
粒度分布的函数表示
正态分布的分布函数可用下述数学式表示：
f(D P )2 1e x ( D P p 2 D 2 P ) 2 2 1e x ( D P p 2 D 2 5) 2 0
• 式中， D P为平均粒径，为分布的标准偏差
21
组数h的选取
• 当组数h取值过小，则数据的准确性降低； • h的取值过大，则数据的处理过程又过于冗
长）。
22
颗粒大小的频率分布
h
DP/m
nP
di/m f(DP)/%
1
1.0-2.0
5
1.5
1.67
2
2.0-3.0
9
2.5
3.00
3
3.0-4.0
11
3.5
3.67
4
4.0-5.0
28
4.5
9.33
得
D＝∑(nd)/∑n
33
实例2（自学）
若面颗积粒的群定的义质函量数为求m平1均, m粒2径, m？3, …, mn，试由比表
设每颗种粒颗群粒由的粒个径数为为d1n, 1d,2,nd2,3,n…3, ,…dn,的n集n，合密体度组为成，， 则n1=m1/(d13), n2=m2/(d23), n3=m3/(d33), …, nn=mn/(dn3)
34
测定量和定义函数相对应的平均粒径
测定量
定义函数
个长
(nd)
平均粒径
(nd ) n
全表面积
(6nd 2 )
(nd 2 ) n
颗粒数
n
全体积（全质量）
(nd 3 ), (nd 3 )
37
粒度分布的函数表示
正态分布的分布函数可用下述数学式表示：
f(D P )2 1e x ( D P p 2 D 2 P ) 2 2 1e x ( D P p 2 D 2 5) 2 0
• 式中， D P为平均粒径，为分布的标准偏差
21
组数h的选取
• 当组数h取值过小，则数据的准确性降低； • h的取值过大，则数据的处理过程又过于冗
长）。
22
颗粒大小的频率分布
h
DP/m
nP
di/m f(DP)/%
1
1.0-2.0
5
1.5
1.67
2
2.0-3.0
9
2.5
3.00
3
3.0-4.0
11
3.5
3.67
4
4.0-5.0
28
4.5
9.33
得
D＝∑(nd)/∑n
33
实例2（自学）
若面颗积粒的群定的义质函量数为求m平1均, m粒2径, m？3, …, mn，试由比表
设每颗种粒颗群粒由的粒个径数为为d1n, 1d,2,nd2,3,n…3, ,…dn,的n集n，合密体度组为成，， 则n1=m1/(d13), n2=m2/(d23), n3=m3/(d33), …, nn=mn/(dn3)
34
测定量和定义函数相对应的平均粒径
测定量
定义函数
个长
(nd)
平均粒径
(nd ) n
全表面积
(6nd 2 )
(nd 2 ) n
颗粒数
n
全体积（全质量）
(nd 3 ), (nd 3 )
粒度分析和测量-PPT
σ1=0、50～0、71,分选较好;σ1=0、71～1、00,分选中等;
σ1=1、00～2、00,分选较差;σ1=2、00～4、00,分选差;
σ1＞4、00,分选极差。
3、偏度(SK1)
偏度就是用来表示频率曲线对称性得参数, 实质上反映粒度分布得不对称程度得。
频率曲线按其对称形态特征可分为三类:
显微镜方法得优缺点
优点 • 可直接观察粒子形状 • 可直接观察粒子团聚 • 光学显微镜便宜
缺点 • 代表性差 • 重复性差 • 速度慢
3 激光法
激光粒度仪得原理 激光粒度仪就是根据颗粒能使激光产生散射这一物理
现象测试粒度分布得。由于激光具有很好得单色性和极强 得方向性,所以在没有阻碍得无限空间中激光将会照射到无 穷远得地方,并且在传播过程中很少有发散得现象。
2、 频率曲线
将直方图上各方块得顶边中点 连接起来,绘制成一条圆滑 曲线,这就就是频率曲线图。
与直方图类似,频率曲线也表 示了样品得粒度分布。因 频率曲线图形简单、直观, 因此应用得更广。
通常把直方图中突出于周围方 块之上得高方块或频率曲 线中得高点称作峰(亦称众 数,mode)。如果样品中只 有一个峰,叫作单峰;若有两 个或两个以上得峰则为双 峰或多峰。
激光束在无阻碍状态下得传播示意图
米氏散射理论表明,当光束遇到颗粒阻挡时,一部分光将发生散 射现象,散射光得传播方向将与主光束得传播方向形成一个夹 角θ,θ角得大小与颗粒得大小有关,颗粒越大,产生得散射光得 θ角就越小;颗粒越小,产生得散射光得θ角就越大。即小角度 (θ)得散射光就是有大颗粒引起得;大角度(θ1)得散射光就是 由小颗粒引起得。
1. 直方图
直方图就是最常用得粒 度组分图件,她就是由一系列 相邻得长方块构成得。各长 方形得底边可等长,也可不等 长。其长度代表粒度区间; 长方形得高代表每种粒度区 间占颗粒总量百分比。
粉体工程课件 PPT
• 相 n4，对…应…的，颗n粒i，个…数…为…：nnn；1，总个n数2，Nn=3，ni • 相 w4对，应…的…，颗w粒i，质…量…为..：wwn。1，总w质2量，Ww=3，Wi
大家好 26
平均粒径计算公式
• 1.个数长度平均径
• 公式：
Dnl
(nd)
n
(wd2) (wd3)
大家好 27
大家好 50
大家好 51
100
100
筛下累积分布 （%） 筛上累积分布 （%）
75
75
50
50
25
25
D50
0
0
0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5
粒径，微米 图2-5 筛上和筛下累积分布直方图与曲线图
大家好 52
3. 频率分布和累积分布的关系
fi( D p D p ) 2 fi( D p D 5) 2 0
• 式中 DP=d50——平均粒径；
•
σ——分布的标准偏差；
• 它反映分布对于的分散程度。
大家好 63
频率，%
1
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0
1
2
3
4
5
6
粒径，（微米） 图 2-7 正态分布的频率分布曲线
(nd2) n
(wd) (wd3)
大家好 31
• 6个数体积平均径 • 公式：
Dnv3
(nd3) n 3
w (wd3)
大家好 32
• 7长度体积平均径 • 公式：
Dlv
(nd3) (nd)
大家好 26
平均粒径计算公式
• 1.个数长度平均径
• 公式：
Dnl
(nd)
n
(wd2) (wd3)
大家好 27
大家好 50
大家好 51
100
100
筛下累积分布 （%） 筛上累积分布 （%）
75
75
50
50
25
25
D50
0
0
0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5
粒径，微米 图2-5 筛上和筛下累积分布直方图与曲线图
大家好 52
3. 频率分布和累积分布的关系
fi( D p D p ) 2 fi( D p D 5) 2 0
• 式中 DP=d50——平均粒径；
•
σ——分布的标准偏差；
• 它反映分布对于的分散程度。
大家好 63
频率，%
1
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0
1
2
3
4
5
6
粒径，（微米） 图 2-7 正态分布的频率分布曲线
(nd2) n
(wd) (wd3)
大家好 31
• 6个数体积平均径 • 公式：
Dnv3
(nd3) n 3
w (wd3)
大家好 32
• 7长度体积平均径 • 公式：
Dlv
(nd3) (nd)
颗粒的粒度描述
早期对颗粒形状的描述多为定性的，如英国标准2955， 按形状把颗粒分为纤维状、针状、树枝状、片状、多面体、卵 石状、球状等等。这种颗粒形状的描述方法可以容易地把颗粒 按形状分类，但不能满足对颗粒形状定量表征的要求。上节介 绍的几种非球形颗粒的尺寸只是颗粒的某一线性尺寸，但还不 能表征颗粒几何形状的全部信息。
圆盘
H=d/2 H=d/4
H=d/10
1:1:1 长方体 1:1:2
1:1:4
球形度 1.0 0.87 0.83 0.73 0.83 0.69 0.58 0.81 0.77 0.68
颗粒形状
正四面体
正八面体
长方体
1:2:2 1:2:4
1:4:4
1:1:2
椭球体
1:1:4 1:2:2
1:2:4
1:4:4
Dst
18ust m g p f
粒度/粒度的定义
☻粒度或当量直径/三轴径
粒度/粒度的定义
☻粒度或当量直径/投影径
☆定方向径(Feret径) ☆定方向等分径(Martin径) ☆定向最大径 ☆Heywood径
Feret 径 > 投 影 圆 当 量 径 (Heywood径)>Martin径
体积、表面积、比表面积形 状系数、球形度
数据种类
三轴径
三轴径、投影面积、体 积
体积、表面积、投影面 积、周长、各种相当径
曲率半径
投影轮廓曲线各参数及各种 代表径
立体几何各量
颗粒的形状
1、形状系数 (shape factor)
体积形状系数
V
V
d
3 p
对于球ΦV=π/6，对于立方体ΦV=1
表面积形状系数
非球形颗 粒
圆盘
H=d/2 H=d/4
H=d/10
1:1:1 长方体 1:1:2
1:1:4
球形度 1.0 0.87 0.83 0.73 0.83 0.69 0.58 0.81 0.77 0.68
颗粒形状
正四面体
正八面体
长方体
1:2:2 1:2:4
1:4:4
1:1:2
椭球体
1:1:4 1:2:2
1:2:4
1:4:4
Dst
18ust m g p f
粒度/粒度的定义
☻粒度或当量直径/三轴径
粒度/粒度的定义
☻粒度或当量直径/投影径
☆定方向径(Feret径) ☆定方向等分径(Martin径) ☆定向最大径 ☆Heywood径
Feret 径 > 投 影 圆 当 量 径 (Heywood径)>Martin径
体积、表面积、比表面积形 状系数、球形度
数据种类
三轴径
三轴径、投影面积、体 积
体积、表面积、投影面 积、周长、各种相当径
曲率半径
投影轮廓曲线各参数及各种 代表径
立体几何各量
颗粒的形状
1、形状系数 (shape factor)
体积形状系数
V
V
d
3 p
对于球ΦV=π/6，对于立方体ΦV=1
表面积形状系数
非球形颗 粒
圆圆的沙粒课件
圆圆的沙粒ppt课件
沙粒是地球上最常见的自然物质之一，其独特的形态和特点使其成为一个有 趣的研究对象。通过制作ppt课件，我们可以更好地了解沙粒的成因和分类， 以及利用沙粒制作课件的好处。
背景介绍
沙粒是由各种岩石和矿物质经过风化和侵蚀形成的颗粒状物质。它们广泛存在于海滩、沙漠和河床等地方，对 地壳的形态和生态环境具有重要影响。
沙粒的特点
具有良好的稳定性
沙粒在自然环境中具有良好的稳定性和抗风化性， 能够长时间保持其形态和特征。
具有较高的孔隙度
沙粒具有较高的孔隙度，可以储存和运输水分、 气体和养分，对生物生存和植物生长起到重要作 用。
具有良好的渗透性
沙粒的颗粒间隙较大，通透性较好，有利于水分 和气体的渗透和交换。
具有一定的吸湿性
利用沙粒制作ppt课件可以呈现出不同颗粒大小、 形状和颜色的沙粒，丰富了课件的内容和呈现形 式。
易于理解
沙粒是我们日常生活中非常熟悉的物质，利用沙 粒制作ppt课件可以使学生更容易理解和掌握相 关知识。
结论和总结
通过本次ppt课件的制作，我们更加深入了解了沙粒的形态、特点、成因和分 类。利用沙粒制作ppt课件不仅能够提高视觉效果，还能使内容更加生动形象， 并且易粒形状多样
沙粒的形状可以是圆形、 角形、棱角状或扁平状， 具有不同的特点和功能。
2 粒度大小差异
沙粒的粒度大小可以从微 米级到毫米级不等，不同 大小的沙粒在地质过程中 起到不同的作用。
3 表面纹理鲜明
沙粒的表面通常有纹理和 纹路，这是由于风化和侵 蚀过程中的物理和化学作 用造成的。
• 粗砂 • 中砂 • 细砂
按颗粒形状分类
• 圆砂 • 角砂 • 混合砂
利用沙粒制作ppt课件的好处
沙粒是地球上最常见的自然物质之一，其独特的形态和特点使其成为一个有 趣的研究对象。通过制作ppt课件，我们可以更好地了解沙粒的成因和分类， 以及利用沙粒制作课件的好处。
背景介绍
沙粒是由各种岩石和矿物质经过风化和侵蚀形成的颗粒状物质。它们广泛存在于海滩、沙漠和河床等地方，对 地壳的形态和生态环境具有重要影响。
沙粒的特点
具有良好的稳定性
沙粒在自然环境中具有良好的稳定性和抗风化性， 能够长时间保持其形态和特征。
具有较高的孔隙度
沙粒具有较高的孔隙度，可以储存和运输水分、 气体和养分，对生物生存和植物生长起到重要作 用。
具有良好的渗透性
沙粒的颗粒间隙较大，通透性较好，有利于水分 和气体的渗透和交换。
具有一定的吸湿性
利用沙粒制作ppt课件可以呈现出不同颗粒大小、 形状和颜色的沙粒，丰富了课件的内容和呈现形 式。
易于理解
沙粒是我们日常生活中非常熟悉的物质，利用沙 粒制作ppt课件可以使学生更容易理解和掌握相 关知识。
结论和总结
通过本次ppt课件的制作，我们更加深入了解了沙粒的形态、特点、成因和分 类。利用沙粒制作ppt课件不仅能够提高视觉效果，还能使内容更加生动形象， 并且易粒形状多样
沙粒的形状可以是圆形、 角形、棱角状或扁平状， 具有不同的特点和功能。
2 粒度大小差异
沙粒的粒度大小可以从微 米级到毫米级不等，不同 大小的沙粒在地质过程中 起到不同的作用。
3 表面纹理鲜明
沙粒的表面通常有纹理和 纹路，这是由于风化和侵 蚀过程中的物理和化学作 用造成的。
• 粗砂 • 中砂 • 细砂
按颗粒形状分类
• 圆砂 • 角砂 • 混合砂
利用沙粒制作ppt课件的好处
《粒度测量方法》课件
定量分析。
X射线衍射技术
将粒度测量与X射线衍射技术结 合，可实现结晶态颗粒的粒度测
量。
粒度测量技术的标准化与规范化
制定统一的测量标准
01
推动制定国际统一的粒度测量标准，确保不同方法之间的可比
性和一致性。
建立标准化实验室
02
建立国际和国内标准化实验室，开展粒度测量方法的验证和比
对，提高测量精度和可靠性。
沉降法
总结词：操作复杂 详细描述：需要使用大量液体和精密仪器，操作较为复杂，需要专业人员操作。
沉降法
总结词
测量成本高
详细描述
需要使用精密仪器和大量液体，测量成本较高。
激光法
总结词
通过激光散射测量颗粒大小
详细描述
利用激光对颗粒进行散射，通过散射 光的分布计算颗粒大小，测量效率较 高。
激光法
总结词：适用范围较广 详细描述：适用于各种颗粒的测量，测量效率较高，精度较好。
《粒度测量方法》ppt 课件
CONTENTS 目录
• 粒度测量概述 • 粒度测量方法分类 • 粒度测量中的数据处理技术 • 粒度测量技术的发展趋势 • 粒度测量在各领域的应用案例
CHAPTER 01
粒度测量概述
粒度测量的定义与重要性
总结词
粒度测量是测量颗粒物质粒径和粒度分布的方法，对于工业生产、环境保护、医疗健康等领域具有重要意义。
详细描述：操作简单，易于掌 握，不需要专业人员操作。
总结词：测量成本低
详细描述：不需要使用昂贵设 备，测量成本较低。
沉降法
总结词
通过颗粒沉降速度测量颗粒大小
详细描述
根据颗粒在液体中的沉降速度计 算颗粒大小，适用于大颗粒的测 量，精度较高。
X射线衍射技术
将粒度测量与X射线衍射技术结 合，可实现结晶态颗粒的粒度测
量。
粒度测量技术的标准化与规范化
制定统一的测量标准
01
推动制定国际统一的粒度测量标准，确保不同方法之间的可比
性和一致性。
建立标准化实验室
02
建立国际和国内标准化实验室，开展粒度测量方法的验证和比
对，提高测量精度和可靠性。
沉降法
总结词：操作复杂 详细描述：需要使用大量液体和精密仪器，操作较为复杂，需要专业人员操作。
沉降法
总结词
测量成本高
详细描述
需要使用精密仪器和大量液体，测量成本较高。
激光法
总结词
通过激光散射测量颗粒大小
详细描述
利用激光对颗粒进行散射，通过散射 光的分布计算颗粒大小，测量效率较 高。
激光法
总结词：适用范围较广 详细描述：适用于各种颗粒的测量，测量效率较高，精度较好。
《粒度测量方法》ppt 课件
CONTENTS 目录
• 粒度测量概述 • 粒度测量方法分类 • 粒度测量中的数据处理技术 • 粒度测量技术的发展趋势 • 粒度测量在各领域的应用案例
CHAPTER 01
粒度测量概述
粒度测量的定义与重要性
总结词
粒度测量是测量颗粒物质粒径和粒度分布的方法，对于工业生产、环境保护、医疗健康等领域具有重要意义。
详细描述：操作简单，易于掌 握，不需要专业人员操作。
总结词：测量成本低
详细描述：不需要使用昂贵设 备，测量成本较低。
沉降法
总结词
通过颗粒沉降速度测量颗粒大小
详细描述
根据颗粒在液体中的沉降速度计 算颗粒大小，适用于大颗粒的测 量，精度较高。
固体流态化—颗粒PPT学习教案
于形成聚式流化。在气－固系统的流化床中，超过
流化所需最小气量的那部分气体以气泡形式通过颗
粒层，上升至床层上界面时破裂，这些气泡内可能
夹带有少量固体颗粒。此时床层内分为两相，一相
是空隙小而固体浓度大的气固均匀混合物构成的连
（二）实际流化床中两种不同流 化形式
1．散式流化
在流态化时，通过床层的流 体称为流化介质。散式流化的特 点是固体颗粒均匀地分散在流化 介质中，接近于理想流化床，故 亦称均匀流化。随流速增大，床 层逐渐膨胀而没有气泡产生，颗
第24页/共45页
粒间的距离均匀增大，床层高度
2．聚式流化
对于密度差较大的气－固流化系统，一般趋向
1．固定床阶段 当流体空塔速度较低时，颗
粒所受的曳力较小，能够保持静 止状态，流体只能穿过静止颗粒 之间的空隙而流动，这种床层称 为固定床，如图片3-30(a)所示， 床层高度为L0不变。
保持固定床状态的流体最大空塔 速度为
式中
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33
2．流化床阶段 (1) 临界流化状态 当流体空塔速度u稍大于 时，颗 粒床层开始松动，颗粒位置也在一定区间内开始调 整，床层略有膨胀，但颗粒仍不能自由运动，床层 的这种情况称为初始流化或临界流化，所示，此时 床界层流高化度速为度，Lm以f，u空mf表塔示气。速称为初始流化速度或临
6680 4699 3327 2362 1651 1168 833 417
48 65 100 150 200 270 400
0.0116 0.0082 0.0058 0.0041 0.0029 0.0021 0.0015
295 208 147 104 74 53 38
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二、颗粒群的特性
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仪器结果对比性好
➢ 价格比激光衍射法便 宜
缺点
➢ 对于小粒子测试速度 慢, 重复性差
➢ 非球型粒子误差大 ➢ 不适应于混合物料
➢ 动态范围比激光衍射 法窄
➢ BET法是BET比表面积检测法的简称，该方法由于 是依据著名的BET理论为基础而得名。BET是三位 科学家（Brunauer、Emmett和Teller）的首字母缩 写，三位科学家从经典统计理论推导出的多分子层 吸附公式基础上，即著名的BET方程，成为了颗粒 表面吸附科学的理论基础，并被广泛应用于颗粒表 面吸附性能研究及相关检测仪器的数据处理中。
➢ 比表面积是指每克物质中所有颗粒总外表面积之和， 国际单位是：m2/g ，比表面积是衡量物质特性的 重要参量，可由专门的仪器来检测，通常该类仪器 需依据BET理论来进行数据处理。
谢谢
颗粒的形状
粉体工程第三讲
颗粒的形状
颗粒的形状是指一个颗粒的轮廓边界或表面上个点 所构成的图像，它是除粒度外颗粒另一重要的几何 特征。 颗粒的形状对粉体的物理性能、化学性能、输运性 能和工艺性能有很大的影响。
颗粒形状术语
➢将表示颗粒外形的几何量的各种无因次组合称 为形状指数，它是对单一颗粒本身几何形状的指 数化。
3.沉降法法粒度测试
测量原理
在具有一定粘度的粉末悬浊液内， 大小不等的颗粒自由沉降时，其速度 是不同的，颗粒越大沉降速度越快。 如果大小不同的颗粒从同一起点高度 同时沉降，经过一定距离(时间)后， 就能将粉末按粒度差别分开。
测量原理示意图
t=0
t=t1 t= t2 t=t3光吸收率t1 0 Nhomakorabeat2
t3
立方体 正四面体 圆柱(d：h=1：10) 圆板(d：h=10：1)
w =1 w =0.877 w =0.806 w =0.671 w =0.580 w =0.472
圆形度 定义了颗粒的投影与圆的接近程度。
Ψ=π d/L D2=4A/π
圆角度 表示颗粒棱角的磨损程度，即颗粒表面 平滑程度
时间
测量方法
重力沉降 10—300μm 离心沉降 0.01—10μm
自然重力状态下的d～t的函数（Stokes）
1
d
180H
0 gt
2
离心力状态下的d～t函数
1
d 180ln0x22xt12
n
loIg 0loIg i K kdi Nid2 2 i1
沉降法方法的优缺点
优点
➢ 测量重量分布 ➢ 代表性强 ➢ 经典理论, 不 同 厂 家
筛分的优缺点
优点 ➢ 统计量大, 代表性强 ➢ 便宜 ➢ 重量分布
缺点 ➢ 下限38微米 ➢ 人为因素影响大 ➢ 重复性差 ➢ 非规则形状粒子误差 ➢ 速度慢
3.光衍射法粒度测试
测量原理
当光入射到颗粒时，会产生衍射， 小颗粒衍射角大，而大颗粒衍射角小， 某一衍射角的光强度与相应粒度的颗 粒多少有关。
分数维法
傅里叶级数展开
几个低次项三角函数的波形及其生成的图像
颗粒轮廓的傅里叶分析
以傅里叶级数的系数表示颗粒形状和粒径
显微观察法
显微观察法
显微观察法
显微观察法
显微镜方法的优缺点
优点 ➢ 可直接观察粒子形状 ➢ 可直接观察粒子团聚 ➢ 光学显微镜便宜
缺点 ➢ 代表性差 ➢ 重复性差 ➢ 测量投影面积直径 ➢ 速度慢
F=∑ri/NR
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 k dp
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：
形状系数的表达
规则形状颗粒的形状系数
颗粒形状的数学分析是指将颗粒的几何形状 用一些函数来表述，常见的表述方法有 Fourier法 方波函数法
类别： 与外形尺寸相关的形状指数 与表面积和体积有关的形状指数 与颗粒投影周长相关的形状指数
均齐度
扁平度m与延伸度n
一个任意形状的颗粒，测得该颗粒的长、宽、高为l、b、h， 定义方法与前面讨论颗粒大小的三轴径规定相同，则：
扁平度
m 颗 颗粒 粒的 的高 宽度 度bh
延伸度
n 颗 颗粒 粒的 的宽 长度 度bl
充满度
FV=LBT/V
L：长径 B：短径
T：厚度
V：颗粒体积
体积充满度
FA=LB/A
L：长径
面积充满度
B：短径
A：投影面积
球形度
与颗粒等体积的球的表面积与颗粒的表面积之比
2
w
dV dS
可以看出：
1. w 1 ；
2. 颗粒为球形时， w 达最大值。
一些规则形状体的球形度：
球体 圆柱体（d=h）
1．筛分析法 （>40μm）
利用筛孔尺寸由大到小组合的一套筛，借助振动把 粉末分成若干等级，称量各级粉末重量，即可计算 用重量百分数表示的粒度组成。
国际标准筛制：Tyler(泰勒)标准 单位：目 目数为筛网上1英（25.4mm）寸长度内的网孔 数
ad
25.4
m 25.4 (a，d单位mm) ad
测量方法
激光衍射
0.05—500μm
X光小角衍射
0.002—0.1μm
4.电传感法粒度测试
测量原理
当一个小颗粒通过小孔时， 所产生的电感应，即电压脉冲与 颗粒的体积成正比。
无颗粒时单元的电阻
R(tl)A
有颗粒时单元的电阻
R
1 [ ] Aa a
fl sl
Rd3
仪器对脉冲计数并归档，即可计算出有关粒度参量
➢ 价格比激光衍射法便 宜
缺点
➢ 对于小粒子测试速度 慢, 重复性差
➢ 非球型粒子误差大 ➢ 不适应于混合物料
➢ 动态范围比激光衍射 法窄
➢ BET法是BET比表面积检测法的简称，该方法由于 是依据著名的BET理论为基础而得名。BET是三位 科学家（Brunauer、Emmett和Teller）的首字母缩 写，三位科学家从经典统计理论推导出的多分子层 吸附公式基础上，即著名的BET方程，成为了颗粒 表面吸附科学的理论基础，并被广泛应用于颗粒表 面吸附性能研究及相关检测仪器的数据处理中。
➢ 比表面积是指每克物质中所有颗粒总外表面积之和， 国际单位是：m2/g ，比表面积是衡量物质特性的 重要参量，可由专门的仪器来检测，通常该类仪器 需依据BET理论来进行数据处理。
谢谢
颗粒的形状
粉体工程第三讲
颗粒的形状
颗粒的形状是指一个颗粒的轮廓边界或表面上个点 所构成的图像，它是除粒度外颗粒另一重要的几何 特征。 颗粒的形状对粉体的物理性能、化学性能、输运性 能和工艺性能有很大的影响。
颗粒形状术语
➢将表示颗粒外形的几何量的各种无因次组合称 为形状指数，它是对单一颗粒本身几何形状的指 数化。
3.沉降法法粒度测试
测量原理
在具有一定粘度的粉末悬浊液内， 大小不等的颗粒自由沉降时，其速度 是不同的，颗粒越大沉降速度越快。 如果大小不同的颗粒从同一起点高度 同时沉降，经过一定距离(时间)后， 就能将粉末按粒度差别分开。
测量原理示意图
t=0
t=t1 t= t2 t=t3光吸收率t1 0 Nhomakorabeat2
t3
立方体 正四面体 圆柱(d：h=1：10) 圆板(d：h=10：1)
w =1 w =0.877 w =0.806 w =0.671 w =0.580 w =0.472
圆形度 定义了颗粒的投影与圆的接近程度。
Ψ=π d/L D2=4A/π
圆角度 表示颗粒棱角的磨损程度，即颗粒表面 平滑程度
时间
测量方法
重力沉降 10—300μm 离心沉降 0.01—10μm
自然重力状态下的d～t的函数（Stokes）
1
d
180H
0 gt
2
离心力状态下的d～t函数
1
d 180ln0x22xt12
n
loIg 0loIg i K kdi Nid2 2 i1
沉降法方法的优缺点
优点
➢ 测量重量分布 ➢ 代表性强 ➢ 经典理论, 不 同 厂 家
筛分的优缺点
优点 ➢ 统计量大, 代表性强 ➢ 便宜 ➢ 重量分布
缺点 ➢ 下限38微米 ➢ 人为因素影响大 ➢ 重复性差 ➢ 非规则形状粒子误差 ➢ 速度慢
3.光衍射法粒度测试
测量原理
当光入射到颗粒时，会产生衍射， 小颗粒衍射角大，而大颗粒衍射角小， 某一衍射角的光强度与相应粒度的颗 粒多少有关。
分数维法
傅里叶级数展开
几个低次项三角函数的波形及其生成的图像
颗粒轮廓的傅里叶分析
以傅里叶级数的系数表示颗粒形状和粒径
显微观察法
显微观察法
显微观察法
显微观察法
显微镜方法的优缺点
优点 ➢ 可直接观察粒子形状 ➢ 可直接观察粒子团聚 ➢ 光学显微镜便宜
缺点 ➢ 代表性差 ➢ 重复性差 ➢ 测量投影面积直径 ➢ 速度慢
F=∑ri/NR
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 k dp
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：
形状系数的表达
规则形状颗粒的形状系数
颗粒形状的数学分析是指将颗粒的几何形状 用一些函数来表述，常见的表述方法有 Fourier法 方波函数法
类别： 与外形尺寸相关的形状指数 与表面积和体积有关的形状指数 与颗粒投影周长相关的形状指数
均齐度
扁平度m与延伸度n
一个任意形状的颗粒，测得该颗粒的长、宽、高为l、b、h， 定义方法与前面讨论颗粒大小的三轴径规定相同，则：
扁平度
m 颗 颗粒 粒的 的高 宽度 度bh
延伸度
n 颗 颗粒 粒的 的宽 长度 度bl
充满度
FV=LBT/V
L：长径 B：短径
T：厚度
V：颗粒体积
体积充满度
FA=LB/A
L：长径
面积充满度
B：短径
A：投影面积
球形度
与颗粒等体积的球的表面积与颗粒的表面积之比
2
w
dV dS
可以看出：
1. w 1 ；
2. 颗粒为球形时， w 达最大值。
一些规则形状体的球形度：
球体 圆柱体（d=h）
1．筛分析法 （>40μm）
利用筛孔尺寸由大到小组合的一套筛，借助振动把 粉末分成若干等级，称量各级粉末重量，即可计算 用重量百分数表示的粒度组成。
国际标准筛制：Tyler(泰勒)标准 单位：目 目数为筛网上1英（25.4mm）寸长度内的网孔 数
ad
25.4
m 25.4 (a，d单位mm) ad
测量方法
激光衍射
0.05—500μm
X光小角衍射
0.002—0.1μm
4.电传感法粒度测试
测量原理
当一个小颗粒通过小孔时， 所产生的电感应，即电压脉冲与 颗粒的体积成正比。
无颗粒时单元的电阻
R(tl)A
有颗粒时单元的电阻
R
1 [ ] Aa a
fl sl
Rd3
仪器对脉冲计数并归档，即可计算出有关粒度参量