ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Введение в дисперсионный анализ порошков из "Физика измельчения" Сравнивая формулы (1.16) и (1.18), можно видеть, что величина дифференциала йХ при равных значениях df в случае центробежных полей меньше, чем в случае гравитационного поля, в число раз, пропорциональное отношению i Rlg. Обычно это отношение составляет несколько сотен и, следовательно, во столько же раз выше точность разделения. Из формул (1.16) и 1.18) следует также, что с уменьшением граничного размера величина случайного отклонения размеров частиц по обе стороны границы разделения увеличивается весьма быстро. Следовательно, точность сепарации с ростом дисперсности резко падает, а экспериментальные трудности практического осуществления процесса разделения возрастают. Опыт создания сенарационных устройств подтверждает справедливость данного вывода. [c.23] Па качестве сепарации сказывается также значение разности плотностей сепарируемых частиц и среды. Очевидно, качество сепарации тем лучше, чем плотность частиц выше и чем менее плотной является сепарацион-ная среда. [c.23] Приведенные выше расчеты выполнены без учета аэродинамических особенностей конструкций. Между тем, создаваемые в них турбулентные потоки могут существенно ухудшить качество сепарации. В связи с этим в сепараторах весьма важна аэродинамическая корректность форм и качество изготовления. КПД по разделению некоторых из таких машин достигает 60—80%. [c.23] Можно констатировать, что в настоящее время не существует ни одного достаточно универсального метода дисперсионного анализа, который даже с ограниченной надежностью мог бы быть приложен ко всему многообразию порошкообразных материалов. В связи с этим возникает необходимость правильного выбора способа определения дисперсности с учетом конкретных физикохимических свойств, условий получения и использования порошков. Непременным требованием в этом случае является соответствие изучаемых свойств порошка и процесса его переработки одной из возможных характеристик дисперсности. [c.24] В значении терминов, применяемых для характеристики дисперсности порошкообразных материалов, наблюдаются, как об этом можно судить по литературным данным, значительные расхождения. Ряду основных понятий дисперсионного анализа, таким, как частица, ее размер и форма, удельная поверхность, приписывают разное содержание. Вызвано это не только соображениями формально-лингвистического порядка, но и особенностью дисперсных систем, для которых, в зависимости от условий их получения или применения, те или иные характеристики становятся определяющими. [c.24] Применительно к порошкам частицей назовем объем вещества твердой фазы, имеющий поверхность раздела с газом или жидкостью и сообщающийся с подобными же образованиями твердой фазы не более чем точечными контактами. При этом контакты должны иметь вторичное происхождение, т. е. они должны быть образованы при соприкосновении ранее раздельных частиц, содержащихся в ограниченном объеме. Каждая такая частица при измельчении или при других сильных механических воздействиях может очень плотно соединиться с ей подобными в более крупные образования, удовлетворяющие определению термина частица, но неоднородных по строению и менее прочных. Такие образования назовем вторичными частицами, а составляющие их частицы — первичными. Группы частиц, скрепленные в точечных контактах, которые в конкретных рассматриваемых процессах ведут себя как единое целое, назовем агрегатами. [c.25] И объем пористых частиц. С одной стороны, их объем равен объему твердого материала, иэ которого они состоят, а с другой — объему пространства, ими занимаемого. [c.26] Термин площадь поверхности напористых частиц вполне однозначно определяется как площадь поверхности границы твердой фазы. Для агрегатов и пористых частиц понятия полной и внешней поверхности определяются также аналогично соответствующим понятиям объема. [c.26] Удельной поверхностью любой частицы называют отношение площади ее полной или только внешней поверхности к объему или весу. Здесь необходимо отметить, что применяемый выше термин поверхность раздела фаз не однозначен. Действительно, площадь границы раздела с твердым телом определяется доступностью ее для молекул среды. Известно, однако, что молекулы жидкостей и газов существенно отличаются своими размерами. Поэтому величина поверхности твердого тела с очень узкими порами зависит от размера молекул среды. Так, площадь поверхности частиц, измеряемая по сорбции жирных кислот или красителей, часто заметно меньше, чем измеряемая по сорбции воды или азота. [c.26] Характеристика частиц каким-либо линейным размером (часто называемая диаметром) удобна и общепринята. Вполне однозначно линейный размер описывает только геометрически правильные частицы — шар, куб и другие, которые можно описать одним параметром. Во всех остальных случаях необходимо дополнительное определение того, что подразумевается под линейным размером. При прямых наблюдениях, когда возможна геометрическая интерпретация, размером считают, например, среднее из трех измерений — длины, ширины и толщины, или длину стороны эквивалентного по объему куба. Определение размеров возможно при использовании косвенных методов. Так, в случае седиментационных измерений за диаметр частиц принимают диаметр сферических частиц той же плотности, оседающих со скоростью исследуемых частиц, при измерении поверхности — диаметр сферы, поверхность которой равна поверхности частицы. [c.26] Дисперс110стью порошка называют характеристику размеров и формы частиц, составляющих порошок. Дисперсность выражается функцией распределения и некоторой величиной, средней для всех частиц порошка, а также удельной поверхностью порошка. Размеры частиц могут быть определены одним из способов, описанных вьпие. Например, распределение может быть выражено как функция объемов, поверхностей или одного из линейных размеров. Наиболее распространенным является распределение по (условному) диаметру. [c.27] Удельной поверхностью порошка (выше дано определение удельной поверхности частицы) называют отношение суммарной поверхности частиц к их весу. Легко видеть, что для порошка из неодинаковых частиц средняя удельная поверхность частиц, вообще говоря, не равна удельной поверхности порошка. [c.27] К прямым методам дисперсионного анализа относятся ситовой и микроскопический. Ситовой анализ заключается в просеивании пробы исследуемого материала через набор сит и в определении процентного содержания остатка на каждом из них по отношению к весу исходной пробы. Изготовление тканных сит с размерами отверстий ячеек менее 60—40 м см технически крайне затруднительно. [c.27] Сетки с такими мелкими ячейками содержат множество отверстий неправильной формы, размеры которых значительно отличаются от среднего. Это ведет к искажению гранулометрического состава по данным ситового анализа. В последнее время стали известны приемы получения сеток обработкой металлических пластин либо травлением, либо электродуговым способом. Таким путем -удается получать геометрически совершенные отверстия с размерами до 5 мкм. [c.28] Определение гранулометрического состава, так называемой подситовой фракции порошков, под которой обычно подразумевают фракцию с размерами частиц менее 40—60 мкм, выделенную просеиванием, может быть произведено с помощью микроскопа. Микроскопический анализ (в том числе с электронной оптикой) заключается в измерении условных размеров и в подсчете числа частиц в заданном интервале размеров либо визуально, либо по микрофотографиям препарата. Микроскопия дает надежные и воспроизводимые результаты только при тщательных измерениях (точность пропорциональна корню квадратному из сосчитанного числа частиц). Микроскопия с обычной световой оптикой применяется для частиц с размерами выше 0,5 мкм, а с электронной — в интервале 0,001—10 мкм. Нижняя граница размеров зерен, которые еще могут быть измерены микроскопом, определяется его предельной разрешающей способностью. [c.28] Здесь / — число выбранных интервалов, — число частиц, сосчитанных в каждом -м интервале. [c.29] Обычно для пересчета концентраций частиц в весовые пользуются более простым расчетом, в котором принимают вес фракции равным весу среднего по размеру зерна, умноженному на число частиц в этой фракции. Такой расчет оправдан лшпь тогда, когда интервалы выбраны очень узкими. Однако подсчет зерен, размеры которых жестко ограничены, трубует величайшей тщательности и, тем не менее, не может быть выполнен достаточно точно. Практически удобнее выбирать широкие интервалы. Но в этом случае упрощенный пересчет становится очень неточным и необходимо пользоваться приведенной здесь формулой. [c.29] Из косвенных методов определения гранулометрического состава порошков наиболее широко применяются в практической работе седиментационные. Седиментацион-ный анализ основан на. зависимости скорости осаждения (седиментации) однородных частиц в вязкой среде от их размеров. Для определения гранулометрического состава порошков, состоящих из очень малых частиц (менее 2—3 мкм), ввиду медленности их оседания в поле сил тяжести применяют центробежные поля. [c.29] Определение гранулометрического состава по наблюдению седиментации может быть произведено посредством измерения во времени на заданной высоте следующих величин концентрации твердой фазы, плотности суспен-вии, веса осадка. [c.29] Концентрацию измеряют путем отбора проб через фиксированные промежутки времени, по рассеянию и поглощению света, по поглощению радиоактивного излучения и некоторыми другими приемами. [c.29] Вернуться к основной статье