激光粒度仪用于气固两相流中粒度分布的测量方法研究

作     者：何孟元 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张斌

授予年度：2018年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：颗粒粒度 气固两相流 激光粒度仪 干法分散 

摘      要：在科学研究和工农业生产中的固体原料和制品,很多都是以颗粒形态存在的,颗粒粒度分布对这些产品的质量和性能起着重要的作用。在粉体加工与应用领域中,相应的颗粒粒度测量就显得相当重要。激光粒度仪是利用的散射（衍射）现象测量颗粒大小的。具有测量粒径范围广、适用范围广、重现性好、测量速度快等优点。在冶金、食品、制药、建材等领域有着越来越广泛的应用。本文首先对表征颗粒表面特性时所采用的等效球原理进行研究,分析了由于不同的等效方法所带来的误差原因。然后对比分析了颗粒粒度的传统测量方法与激光测量方法的测量原理、适用范围以及优缺点。找出了针对同样的颗粒,由于测量方式的不,从而导致测量结果出现差异的原因。之后基于激光测量方式的前提下,分析了测量时颗粒的湿法分散原理和不同的分散方法（介质调控、药剂调控、机械搅拌分散、超声波分散）;干法分散原理和不同的分散方法（干燥分散、机械分散、表面改性、经典分散）。马尔文Spraytec激光喷雾粒度仪最初的适用范围为测量喷雾的粒度以及在固液两相流状态下测量颗粒粒度。本课题为了拓展仪器在“气固两相流状态下,对固体颗粒分布特性测量这方面的应用,针对不同粒径范围的颗粒（超细颗粒、一般颗粒、大颗粒）,设计并制作不同结构的分散流化装置。根据分散过程的不同,对超细颗粒,从力平衡模型及动能平衡模型方面探究了最小分散流化速度的计算问题;对大粒径颗粒,通过不同的曳力计算模型探究最小分散流化速度的计算问题。在分散流化装置对样本颗粒进行分散后,得到均匀的气固两相流。使用马尔文Spraytec激光粒度仪对气固两相流中的样本颗粒表征特性进行测量,得出不同测量参数下的颗粒分布特性实验结果;对同种样本进行电子显微镜成像,得到样本颗粒的实际分布结果。将两次实验结果进行比较,给出影响测量误差的因素分析,找到针对不同种类颗粒所适用的测量参数设定,最终提高测量准确性。