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顆粒學基礎知識-顆粒粒徑的計算方法（第一章）

遼寧儀表研究所 邢宇錚 118002

第1章 單個顆粒（particle）粒徑(particle diameter) 的表示方法及定義

    盡管自然界中的粉體(powder)，基本上是由一群粒徑分散，大小不同的顆粒群體組成的，但其粒度描述都是建立在單個顆粒的粒徑的基礎上的，因此，首先應了解單個顆粒的粒徑表示方法。

    單個顆粒的粒徑表示方法與測試方法有關，由于測試方法的不同，測試結果所代表的粒徑含義也不同，目前主要的表示方法有以下幾種：用指定的特征線段表示、用算術平均直徑表示、用幾何特征平均值表示、用等效直徑表示等。

    由于自然界中的粉體中的顆粒，不可能都為如球體，立方體等的簡單形狀，因此可以有幾種方法來描述單個顆粒的粒徑。

1．1 三軸徑 （ diameter of the three dimensions）

    將一個顆粒放置于每邊與其相切的長方體中，如圖1-1所示，長l、寬b和高h稱為顆粒的三軸徑。三軸徑可用于表示比較不規則形狀顆粒的大小。

表1-1顆粒直徑的表示方法

1.2 投影徑 （projected diameter）

    利用顯微鏡測量顆粒的粒徑時，可以觀察到顆粒的投影，此時顆粒以最大穩定度（重心最低）置于一平面上，因此可以按照其投影大小定義粒徑。

    （1）二軸徑：顆粒投影外接矩形的長l和寬b稱為二軸徑。

    （2）Feret 徑：見上圖。

    （3）Martin徑：見上圖。

    （4）Krumbein 徑：見上圖，同方向最大徑。

    （5）Heywood 徑：見上圖，投影面積相當直徑。

    （6）投影周長相當徑：與顆粒周長相等的圓的直徑，此參數經常用于考察顆粒的形狀。

1．3 球當量直徑

    將一個形狀不規則的顆粒，用某種等效方法折算成球形，用球體的直徑代表不規則形狀顆粒的的粒徑。

    （1）equivalent surface diameter: 等表面積相當徑，與顆粒表面積相等的球體的直徑，記為D_s，球體外表面積為： 。

    （2）equivalent volume diameter: 等體積相當徑，與顆粒體積相等的球體的直徑，記為D_v ，球體外表面積為： 。

    （3）equivalent specific surface diameter: 等比表面積相當徑，與顆粒比表面積相等的球體的直徑，記為D_sv ，球體外表面積為： 。

    （4）settling velocity diameter :沉降速度相當徑，與顆粒沉降速度相同的直徑，記為 D_stk 。