颗粒学基础知识：单个颗粒粒径的计算方法

颗粒学基础知识：单个颗粒粒径的计算方法

颗粒学是研究颗粒性质及其应用的科学领域，其中颗粒粒径的计算方法是其基础且重要的内容。本文将详细介绍单个颗粒粒径的各种表示方法及其定义，包括三轴径、投影径和球当量直径等，帮助读者深入理解颗粒学的基本概念。

尽管自然界中的粉体，基本上是由一群粒径分散，大小不同的颗粒群体组成的，但其粒度描述都是建立在单个颗粒的粒径的基础上的，因此，首先应了解单个颗粒的粒径表示方法。

单个颗粒的粒径表示方法与测试方法有关，由于测试方法的不同，测试结果所代表的粒径含义也不同，目前主要的表示方法有以下几种：用指定的特征线段表示、用算术平均直径表示、用几何特征平均值表示、用等效直径表示等。

由于自然界中的粉体中的颗粒，不可能都为如球体，立方体等的简单形状，因此可以有几种方法来描述单个颗粒的粒径。

1.1 三轴径

将一个颗粒放置于每边与其相切的长方体中，如图1-1所示，长l、宽b和高h称为颗粒的三轴径。三轴径可用于表示比较不规则形状颗粒的大小。

表1-1颗粒直径的表示方法

1.2 投影径

利用显微镜测量颗粒的粒径时，可以观察到颗粒的投影，此时颗粒以最大稳定度（重心最低）置于一平面上，因此可以按照其投影大小定义粒径。

（1）二轴径：颗粒投影外接矩形的长l和宽b称为二轴径。

（2）Feret 径：见上图。

（3）Martin径：见上图。

（4）Krumbein 径：见上图，同方向最大径。

（5）Heywood 径：见上图，投影面积相当直径。

（6）投影周长相当径：与颗粒周长相等的圆的直径，此参数经常用于考察颗粒的形状。

1.3 球当量直径

将一个形状不规则的颗粒，用某种等效方法折算成球形，用球体的直径代表不规则形状颗粒的的粒径。

（1）equivalent surface diameter: 等表面积相当径，与颗粒表面积相等的球体的直径，记为Ds，球体外表面积为：

（2）equivalent volume diameter: 等体积相当径，与颗粒体积相等的球体的直径，记为Dv ，球体外表面积为：

（3）equivalent specific surface diameter: 等比表面积相当径，与颗粒比表面积相等的球体的直径，记为Dsv，球体外表面积为：

（4）settling velocity diameter :沉降速度相当径，与颗粒沉降速度相同的直径，记为 Dstk 。

参考文献

辽宁仪表研究所 邢宇铮