Файл: Мяздриков О.Я. Дифференциальные методы гранулометрии.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.07.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 0
О . А . М Я З Д Р И К О В
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ
МЕТОДЫ
ГРАНУЛОМЕТРИИ
М О С К В А «МЕТАЛЛУРГИЯ» 1974
УДК 539.215
УДК 539.215
Дифференциальные методы гранулометрии. О. А. М и з д р и к о в. М., «Металлургия», 1974, 1G8 с.
В книге рассматриваются основные методы, сводящие задачу гранулометрического анализа полидисперспых систем к задаче изме рения неэлектрической величины электрическими методами путем преобразования размера частицы в импульсный сигнал. Приводится сравнительная оценка различных принципов преобразования, уста навливается связь параметров сигнала и электронной аппаратуры, с помощью которой осуществляется последующий анализ этих сиг налов.
Книга рассчитана па инженерно-технических работников, зани мающихся вопросами гранулометрического (дисперсионного) анали за в тех пли иных отраслях народного хозяйства. Ил. 66. Табл. 3. Список лит.: 56 назв.
!ОС' Г У
ОГ . ' . О Т - ( - —'
®n e r Алексеевич Мяздриков
Дифференциальные методы гранулометрии
Р е д а к т ор 3. С. Баранова. Художественный редактор Д . В. Орлов. Технический редактор Н. Л. Сперанская.
Корректоры Н. И. Шсфтсль, Г. Л . Коппсроипсп. Обложка художника Н. В. Носова
Сдано в набор 5 / V I I 1973 г. |
Подписано в печать 29/XI 1973 г. |
Т-17370. |
|||||
Формат бумаги |
84x1087гг. |
Бумага |
типографская № 3. |
Усл . печ. л . 9,24 |
|||
Уч . - изд . л . 9,34. |
Тираж 1600 экз. |
Заказ |
547. |
Изд . №. 2024. Цена |
47 коп. |
||
Издательство |
«Металлургия» |
119034, Москва, |
Г-34, 2-й Обыденский |
пер., 14 |
|||
|
Владимирская |
типография |
Союзполиграфпрома |
|
при Государственном комитете Совета Министров СССР по д е л а м издательств,
полиграфин и |
книжной торговли |
|
Гор. Владимир, |
ул . Победы, д . 18-6. |
^_ |
(g) Издательство «Металлургия», 1974 г.
|
3101-006 |
„, |
м |
040(01)—74 |
128—74 |
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
|
|
|
|
|
|
||
Введение |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
Г л а в а |
I . Полидисперсные системы |
|
|||||
1. |
Общие |
определения |
|
|
|
|
9 |
||
2. |
Функции распределения частиц, |
|
|
11 |
|||||
3. |
Представительность распределения |
|
|
18 |
|||||
4. |
Общая |
схема |
анализа |
и |
характеристики ее элементов . . |
20 |
|||
|
|
Г л а в а |
I I . Электронно-оптические |
методы |
|
||||
1. Метод |
сканирующего |
микроскопа |
|
|
23 |
||||
2. |
Телевизионный |
метод |
|
|
|
|
29 |
||
3. Ультрадисперспые системы и силы прилипания |
32 |
||||||||
4. |
Приготовление |
препаратов для |
электронно-оптических |
|
|||||
|
методов |
|
|
|
|
|
|
38 |
|
5. |
Метод |
развертки |
струи |
суспензии . . |
|
40 |
|||
|
|
Г л а в а |
I I I . Кондуктометрический |
метод |
|
||||
1. |
Физические основы кондуктометрического |
метода . . |
43 |
||||||
2. |
Связь |
между |
размером |
|
частицы и изменением сопротивле |
|
|||
|
ния цепи датчика |
|
|
|
|
|
48 |
||
3. |
Формирование |
импульсного сигнала |
|
|
53 |
||||
4. |
Конструкция датчика и общая схема анализа |
60 |
|||||||
5. |
Источники погрешностей |
|
|
|
67 |
||||
6. Общая |
оценка |
кондуктометрического |
метода |
75 |
Гл а в а IV. Импульсный метод
1.Принцип импульсного метода преобразования размера ча
|
стицы |
в |
электрический |
сигнал |
|
|
|
|
78 |
||||
2. |
Датчик |
с |
электрической |
подачей |
частиц с |
разделенными |
|
||||||
|
камерами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
83 |
||
3. |
Индукционный |
датчик |
|
|
|
|
|
|
92 |
||||
|
Г л а в |
а |
V. Импульсный метод с оптической |
развязкой |
|
|
|||||||
1. Электролюминесцентный |
конденсатор как |
оптический преоб |
96 |
||||||||||
|
разователь |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2. |
Датчик |
с |
электролюминесцеитиым |
конденсатором . . |
. . |
102 |
|||||||
3. |
Механическое возбуждение фосфора как принцип оптиче |
|
|||||||||||
|
ского |
преобразования |
|
|
|
|
|
|
104 |
||||
4. |
Варианты |
схем |
датчиков, реализующих |
механическое |
воз |
|
|||||||
|
буждение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
113 |
||
5. |
Метод |
микронскры |
|
|
|
|
|
|
121 |
||||
|
|
|
|
Г л а в а |
V I . Электронные элементы |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
анализаторов |
дисперсности |
|
|
|
|
|||
1. Принципы |
функционального |
преобразования |
амплитуд |
им |
126 |
||||||||
|
пульсов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. Усилитель с нелинейной амплитудной характеристикой |
. . |
135 |
|||||||||||
3. |
Фотоэлектронные |
умножители в схемах |
анализа . . |
. . |
148 |
||||||||
4. |
Электронные Устройства |
для |
анализа амплитуд импульсов |
151 |
|||||||||
Список |
литературы |
|
|
|
|
|
|
,. |
167 |
||||
1* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
3 |
ВВЕДЕНИЕ
Решение широкого круга задач как чисто научного плана, так п непосредственно прикладных по тем или иным техническим или технологическим вопросам свя зано с использованием дисперсных систем. Последние являются или естественным продуктом, или продуктом,
полученным специально путем |
диспергирования того |
|
или иного вещества. Непрерывно |
расширяется ассорти |
|
мент материалов, переводимых в дисперсное |
состояние |
|
и, что не менее существенно, прогрессивно |
возрастает |
степень дисперсности. Например, совсем недавно потреб ности техники и технологии производства удовлетворя лись нижним пределом по размерам порядка I—10 мкм, а сейчас этот предел понижен до 10~'—Ю- 2 мкм. Одно временно разнообразятся и условия, при которых ис пользуются дисперсные системы, что связано с непре рывным усложнением задач, возникающих при их ис пользовании. Этому способствует и общая тенденция все более широкой автоматизации технологических процес сов как средства повышения качества при одновремен ном увеличении эффективности. Не менее существен .и
тот факт, что за последние 10—15 |
лет были разработа |
ны высокоэффективные устройства |
(например, струйные |
и вибрационные мельницы) и методы, обеспечивающие тонкое измельчение самых различных материалов (на пример, конденсационный метод, метод термического распыления и др.).
Необходимо отметить, что высокодисперсные мате риалы могут быть и побочными продуктами, загрязняю щими окружающую среду. Запыление рабочих помеще ний и атмосферы в целом, загрязнение водоемов — одна из актуальных проблем сегодняшнего дня. Она непо средственно связана не только с возникновением част ных трагических ситуаций или преждевременным выхо дом из строя тех или иных механизмов, но представля ет собой проблему, вышедшую за национальные рамки и потребовавшую международных соглашений.
Любая дисперсная система наиболее полно может быть охарактеризована гранулометрическим (дисперс ным) составом. Эта характеристика является важней шей со всех точек зрения. Действительно, применитель но к производственной практике градация частиц по степени измельчения в той или.ином дисперсной систе-
4
ме определяет особенности их физико-химических свойств, а следовательно, и технологичность в той или иной области использования.
|
Без знания этой характеристики нельзя объективно |
|
оценить ни результат воздействия дисперсной |
системы |
|
на |
окружающую среду, ни правильно решить |
задачу |
о |
защите этой среды от ее воздействия. |
|
Таким образом, анализ гранулометрического состава дисперсных систем является широкой и актуальной за дачей, чем и объясняется то внимание, которое ему уде ляется как в отечественной, так и зарубежной научной литературе. В связи с этим следует упомянуть, что за последние двадцать лет состоялись четыре научные кон ференции, две из которых были проведены в СССР.
Первоначально гранулометрия основывалась на ин тегральных методах: ситовом, седиментометрическом и их различных модификациях, т. е. на методах, в кото рых градация по степеням измельчения получается на основании информации по некоторой совокупности час тиц как доли от их генеральной с о в о к у п н о с т и Т а к а я направленность не являлась случайной и отображала уровень технических возможностей промышленности на тот период.
Последующие усложнения задач гранулометрии при вели к разработке новых методов, основанных на пре образовании информации о размере каждой отдельной частицы в электрический сигнал. В этом случае грану лометрический анализ сводился к кругу задач, решае мых при измерении неэлектрических величин электриче скими методами. Это предопределило не только широ кое использование радиоэлектронных устройств, но и в свою очередь, поставило некоторые дополнительные за дачи перед электроникой.
Первая попытка обобщения материалов, основанных на новых методах, была сделана автором.2 Отдельные вопросы по исследованию распределения частиц на осно-
1 Р о м а ш е в |
Г. И. Основные принципы и методы определения |
|||||||
дисперсного состава промышленных пылей. Изд. |
Ленинградского |
|||||||
института охраны |
труда |
ВЦСПС, |
1938; Г а н |
Ф. |
Дисперсионный |
|||
анализ. М., |
Госхимиздат, |
1940; Ф и г у р о в с к и й |
Н. А. Седименто- |
|||||
метрический |
анализ. М., |
Изд-во |
АН |
СССР, 1948; |
А н д р е е в |
С. Е„ |
||
Т о в а р о в |
В. В., |
П е р о в В. А. |
Закономерности |
измельчения |
-и ис |
числения характеристик гранулометрического состава. М., Металлургиздат, 1959.
2 Электрические методы объемной гранулометрии. М., «Энергия»,
5
вапии косвенных показателей решены Г. С. Ходаковым ', Ф. М. Рабиновичем2 , П. А. Коузовым [21].
Таким образом, практика гранулометрического ана лиза разнообразна п не может быть обеспечена одним методом. Однако преимущественное использование на ходят методы ситовый, седиментометрпческий, ультрацентрифуги и микроскопический. За последние годы из вестное признание получил и кондуктометрический ме тод. Это объясняется прежде всего выполнением общих требований, предъявляемых ко всем методам и их при борной реализации. Такими общими требованиями яв ляются простота метода и аппаратуры, обеспечение необ ходимой чувствительности, точности и скорости анализа, наглядность представления получаемой информации.
Выполнение этих требований зависит уже от того принципа, который закладывается в решение задачи представления информации о размере в форме, макси мально удобной для ее последующей регистрации и ана лиза. Следовательно, датчик как устройство, в котором осуществляется преобразование, является весьма ответ ственным элементом той пли иной схемной реализации. Наиболее простые варианты таких устройств соответст вуют седнментацпонному и ситовому методам. Но эти методы являются интегральными и не обеспечивают тре буемой чувствительности, скорости проведения анализа и т. д. Что касается тех или иных модификаций микро скопического метода, то ему дополнительно присущ п такой недостаток, как ограниченный объем анализируе мой пробы, необходимость предварительного приготовле ния препарата, малая производительность и др.
В то же время существенно отметить, что микроско пические методы в принципе позволяют получить ин формацию о размере каждой из анализируемых частиц, поэтому научно-прикладная значимость этого факта рас тет с увеличением дисперсности частиц и с расширением ассортимента физико-химической индивидуальности дис персных систем.
Например, широкое применение они нашли в прак тике медико-биологических исследований при анализе кровяных телец, при подсчете и классификации по раз-
1 Основные |
методы |
дисперсионного анализа |
порошков. М., |
«Стройиздат», |
1968. |
|
|
2 Р а б и н о в и ч Ф. М. Кондуктометрический |
метод дисперсно |
||
го анализа. Л.,^<Химия», |
1970. |
|
G