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了解一下如何使用沉降法来进行粒度测试

发布日期: 2020-09-27
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  今天让我们一起来了解一下如何使用沉降法来进行粒度测试
 
  沉降法是根据不同粒径的颗粒在液体中的沉降速度不同测量粒度分布的一种方法。它的基本过程是把样品放到某种液体中制成一定浓度的悬浮液,悬浮液中的颗粒在重力或离心力作用下将发生沉降。
 
  不同粒径颗粒的沉降速度是不同的,大颗粒的沉降速度较快,小颗粒的沉降速度较慢。那么颗粒的沉降速度与粒径有怎样的数量关系,通过什么方式反映颗粒的沉降速度呢?
 
  ① Stokes定律:在重力场中,悬浮在液体中的颗粒受重力、浮力和粘滞阻力的作用将发生运动,其运动方程为:
 
  这就是Stokes定律。
 
  从Stokes 定律中我们看到,沉降速度与颗粒直径的平方成正比。比如两个粒径比为1:10的颗粒,其沉降速度之比为1:100,就是说细颗粒的沉降速度要慢很多。为了加快细颗粒的沉降速度,缩短测量时间,现代沉降仪大都引入离心沉降方式。在离心沉降状态下,颗粒的沉降事度与粒度的关系如下:
 
  这就是Stokes定律在离心状态下的表达式。由于离心转速都在数百转以上,离心加速度ω2r远远大于重力加速度g,Vc>>V,所以在粒径相同的条件下,离心沉降的测试时间将大大缩短。
 
  ② 比尔定律:
 
  如前所述,沉降法是根据颗粒的沉降速度来测试粒度分布的。但直接测量颗粒的沉降速度是很困难的。所以在实际应用过程中是通过测量不同时刻透过悬浮液光强的变化率来间接地反映颗粒的沉降速度的。那么光强的变化率与粒径之间的关系又是怎样的呢?比尔是律告诉我们:
 
  设在T1、T2、T3、……Ti时刻测得一系列的光强值I1D2>D3>……>Di,将这些光强值和粒径值代入式(5),再通过计算机处理就可以得到粒度分布了。
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