解放军文职招聘考试粒子形态

 粒子形态

粒子的形状系指一个粒子的轮廓或表面上各点所构成的图像。由于粒子的形状千差万别，描述粒子形态的术语也很多，如球形（spherical）、立方形（cubical）、片状（platy）、柱状（prismoidal）、鳞状（flaky）、粒状（granular）、棒状（rodlike）、针状（needle-like）、块状（blocky）、纤维状（fibrous）、海绵状（sponge）等。除了球形和立方形等规则而对称的形态外，其他形状的粒子很难精确地描述，但这些大致反映了粒子形状的某些特征，因此这些术语在工程上还是广泛使用。

为了用数学方式定量地描述粒子的几何形状，习惯上将粒子的各种无因次组合称为形状指数（shape index），将立体几何各变量的关系定义为形状系数（shape factor）。

（一）形状指数

1．球形度（degree of sphericility）  亦称真球度，表示粒子接近球体的程度。

（13-8）

 

式中，D_v—粒子的球相当径（               ）；S—粒子的实际体表面积。一般不规则粒子的表面积不好测定，用13-9式计算球形度更实用。

 

 

（13-9）

 

2．圆形度（degree of circularity）  表示粒子的投影面接近于圆的程度：

（13-10）

 

 

式中，D_H—Heywood径（              ）；L—粒子的投影周长。

（二）形状系数

将平均粒径为D，体积为V_p ，表面积为S的粒子的各种形状系数（shape factor）表示如下。

1．  体积形状系数φ_v

（13-11）

 

显然，球体的体积形状系数为π/6，立方体的体积形状系数为1。

2．  表面积形状系数φ_s

         （13-12）

 

球体的表面积形状系数为π，立方体的表面积形状系数为6。

3．  比表面积形状系数φ  比表面积形状系数用表面积形状系数与体积形状系数之比表示。

（13-13）

 

球体的φ=6，立方体的φ=6。某粒子的比表面积形状系数越接近于6，该粒子越接近于球体或立方体，不对称粒子的比表面积形状系数大于6，常见粒子的比表面积形状系数在6~8范围内。