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透过法测量平均粒度和表面积的原理及其适用范围

2018.9.30

    在层流范围,流体透过多孔介质(如颗粒堆积体)的流动服从达西(Darcy)定律,即流动速度和导致使流动的压强梯度成正比,比例系数即是渗透率,由渗透率可以计算多孔介质的比表面积、平均粒度和孔径大小。
    在应用过程中,气透法用的较多,如粉末冶金领域应用费氏仪(Fisher Sub sieve sizer),水泥行业应用布莱恩(Blaine)仪。费氏仪应用调节阀,使低压端每次实验保持恒定,测量高压端压力和孔隙度,由预先计算好的计算图板,可直接读出比表面积和平均粒度(把颗粒看成球状)。布莱恩仪是个动态方法,压差高度由h1变化到h2所需时间为t,按t与比表面积的关系,计算出比表面积。
    方法的适用范围:

    1,要求堆积体或压块的孔结构均匀,不均匀孔结构通常是团聚造成的,所以此方法不能用于小于5μm的细粉测量。此外,对于薄片状颗粒和立方体状颗粒,颗粒堆积的孔结构也是不可能各向同性的。

    2,达西公式要求气体是不可压缩的,与颗粒不发生相互作用,即不发生化学的、吸附的、电的、电化学的作用和毛细效应;

    3,由渗透率计算比表面积和平均粒度时,曾引入水力半径概念,即它由多孔介质内孔隙空间的体积与孔通道的表面积之比进行度量,因此孔隙度大小对测量结果影响很大,通常规定某一定值。

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