Размер частицы - Particle size
| Гранулометрия | |
|---|---|
 | |
| Базовые концепты | |
| Размер частицы · Размером с зернышко Распределение по размерам · Морфология | |
| Методы и приемы | |
| Масштаб сетки · Оптическая гранулометрия Ситовой анализ · Градация почвы | |
Связанные понятия | |
| Гранулирование · Гранулированный материал Минеральная пыль · Распознавание образов Динамическое рассеяние света | |
Размер частицы это понятие введено для сравнения размеры из твердый частицы (вкрапления), жидкость частицы (капли ), или же газообразный частицы (пузыри ). Понятие размера частиц применяется кколлоидные частицы, частицы в экологии частицы присутствуют в гранулированный материал (ли в воздухе или нет), и частицы, образующие гранулированный материал (см. также размером с зернышко ).
Измерение размера частиц
Есть несколько методов измерения размера частиц.[1] и Распределение частиц по размерам. Некоторые из них основаны на свет, другое на УЗИ[2], или же электрическое поле, или же сила тяжести, или же центрифугирование. Использование сит - это распространенный метод измерения, однако этот процесс может быть более подвержен человеческим ошибкам и требует много времени. Такие технологии, как динамический анализ изображений (DIA), могут значительно облегчить анализ распределения частиц по размерам. Этот подход можно увидеть в таких инструментах, как CAMSIZER от Retsch Technology или в серии инструментов Sympatec QICPIC. Им по-прежнему не хватает возможности встроенных измерений для мониторинга в реальном времени в производственных средах. Таким образом, встроенные устройства визуализации, такие как SOPAT[3] системы наиболее эффективны.
Во всех методах размер является косвенной мерой, полученной с помощью модели, которая абстрактным образом преобразует реальную форму частицы в простую и стандартизированную форму, такую как сфера (наиболее обычная) или кубовид (когда минимальная ограничивающая рамка используется), где размер параметр (например, диаметр сферы) имеет смысл. Исключение составляет математический морфологический подход, где гипотеза формы не требуется.
Еще одну проблему представляет определение размера частиц для ансамбля (коллекции) частиц. Реальные системы практически всегда полидисперсный, что означает, что частицы в ансамбле имеют разные размеры. Понятие Распределение частиц по размерам отражает эту полидисперсность. Часто существует потребность в определенном среднем размере частиц для ансамбля частиц.
Выражения для размера сферы
Размер частиц сферический объект можно однозначно и количественно определить по его диаметр. Однако типичный материальный объект, скорее всего, будет иметь неправильную форму. форма и несферический. Приведенное выше количественное определение размер частицы не может применяться к несферическим частицам. Есть несколько способов распространить приведенное выше количественное определение на несферические частицы. Существующие определения основаны на замене заданной частицы воображаемым сфера который имеет одно из свойств, идентичных частице.
- Размер частиц по объему
- Размер частиц на основе объема равен диаметру сферы, имеющей такой же объем, что и данная частица. Обычно используется в ситовый анализ, как гипотеза формы (размер ячейки сита как диаметр сферы).
- куда
- : диаметр представительной сферы
- : объем частицы
![D = 2 { sqrt [{3}] {{ frac {3V} {4 pi}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/167178e8577b5a36d0f82054dd09776894448e53)
- Размер частиц по площади
- Размер частиц на основе площади равен диаметру сферы, имеющей такой же размер. площадь поверхности как заданная частица. Обычно используется в оптическая гранулометрия техники.
- куда
- : диаметр представительной сферы
- : площадь поверхности частицы
![{ displaystyle D = { sqrt [{2}] { frac {4A} { pi}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/82a5de51c8767f6bb163d1d4fde437ef4661c5e0)
Выражения косвенной меры
По некоторым меркам размер (a длина размерность в выражении) не может быть получено, только вычислено как функция других размеров и параметров. Иллюстрируем ниже основные случаи.
- Весовой (сфероидальный) размер частиц
- Размер частиц, основанный на весе, равен диаметру сферы, которая имеет такой же вес, как и данная частица. Полезно как гипотеза в центрифугирование и декантация или когда количество частиц может быть оценено (для получения среднего веса частиц как веса образца, деленного на количество частиц в образце). Эта формула действительна только тогда, когда все частицы имеют одинаковую плотность.
- куда
- : диаметр представительной сферы
- : вес частицы
- : плотность частицы
- : гравитационная постоянная
![D = 2 { sqrt [{3}] {{ frac {3W} {4 pi dg}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/03ea21c24140c787898b5ce9ebba49ab9ab80627)
- Аэродинамический размер частиц
- Гидродинамический или же аэродинамический размер частицы равен диаметру сферы, имеющей такое же коэффициент трения как заданная частица.
- Еще одна сложность в определении размер частицы в текучей среде появляется для частиц размером менее микрометр. Когда частица становится такой маленькой, толщина интерфейс слой становится сопоставимым с размером частиц. В результате положение поверхности частицы становится неопределенным. Существует соглашение о размещении этой воображаемой поверхности в определенном месте, предложенное Гиббсом и представленное во многих книгах по интерфейс и коллоидная наука.[4][5][6][7][8][2]
Международные конвенции
Существует международный стандарт представления различных характерных размеров частиц - ISO 9276 (Представление результатов анализа размера частиц).[9] В этот набор различных средних размеров входят средний размер, средний геометрический размер, средний размер. При выборе конкретных мелких частиц обычно используют стандарты ISO 565 и ISO 3310-1 для выбора Размер ячейки.
Коллоидная частица
В Материаловедение и Коллоидная химия, период, термин коллоидная частица представляет собой небольшое количество вещества, имеющего размер, типичный для коллоиды и с четкой фазовой границей. Частицы дисперсной фазы имеют диаметр примерно от 1 до 1000 мкм. нанометры. Коллоиды по своей природе неоднородны. Незаметен невооруженным глазом и всегда движется зигзагообразным движением, известным как Броуновское движение. Рассеяние света коллоидными частицами известно как эффект Тиндаля.[10]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Maaß, S .; Wollny, S .; Voigt, A .; Крауме, М. (01.02.2011). «Экспериментальное сравнение методов измерения распределения капель по размерам в жидких / жидких дисперсиях». Эксперименты с жидкостями. 50 (2): 259–269. Bibcode:2011ExFl ... 50..259M. Дои:10.1007 / s00348-010-0918-9. ISSN 1432-1114.
- ^ а б Духин А.С., Гетц П.Дж. Определение характеристик жидкостей, нано- и микрочастиц и пористых тел с помощью ультразвука, Эльзевир, 2017 ISBN 978-0-444-63908-0
- ^ «Мезоскопические зонды». СОПАТ | Умный онлайн-анализ частиц. 2018-04-11. Получено 2019-06-05.
- ^ Ликлема, Дж. «Основы науки о взаимодействии и коллоидах», том 2, стр. 3.208, 1995 г.
- ^ Хантер, Р.Дж. "Основы коллоидной науки", Oxford University Press, 1989
- ^ Духин, С.С., Дерягин, Б.В. "Электрокинетические явления", J.Willey and Sons, 1974
- ^ Рассел, У.Б., Сэвилл, Д.А. и Schowalter, W.R. «Коллоидные дисперсии», Cambridge University Press, 1989.
- ^ Крюйт, Х.Р. «Коллоидная наука», Elsevier: Том 1, Необратимые системы, (1952)
- ^ Стандарт ISO 9276 «Представление результатов анализа размера частиц». Обзоры с 1998 по 2015 гг.
- ^ Левин, Ира Н. (2001). Физическая химия (5-е изд.). Бостон: Макгроу-Хилл. п. 955. ISBN 0-07-231808-2.
8 Стандарт ISO 14644-1 Классификация чистоты от частиц в воздухе