顆粒粒度測量技術及應用 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

《顆粒粒度測量技術及應用》是作者所在團隊多年來科研成果的總結，反映和代錶瞭我國目前顆粒粒度測量技術的水平。內容包括顆粒係統的基本知識、光散射基本理論及基於光散射原理的顆粒測量方法和技術，超聲散射的基本原理和基於超聲的顆粒測量方法和技術，顆粒測量應用中的一些問題等。書中還收錄瞭顆粒的摺射率及物性參數、標準顆粒等顆粒測量中涉及到的參數和資料，對於從事顆粒製備和應用研究的科技人員在進行顆粒粒度測量時具有很好的參考價值。
《顆粒粒度測量技術及應用》適閤於從事顆粒材料測量、加工、製造行業的工程技術人員、研究人員、實驗人員以及高校師生。

目錄

第1章 顆粒基本知識1
1.1 概述1
1.2 顆粒的幾何特性2
1.2.1 顆粒的形狀2
1.2.2 顆粒的比錶麵積3
1.2.3 顆粒的密度3
1.3 顆粒粒度及粒度分布4
1.3.1 單個顆粒的粒度4
1.3.2 顆粒群的粒徑分布6
1.3.3 顆粒群的平均粒度11
1.4 標準顆粒13
1.5 顆粒測量中的顆粒分散問題16
1.5.1 顆粒分散方法概述17
1.5.2 常見問題討論18
參考文獻19

第2章 光散射基本理論21
2.1 衍射散射基本理論21
2.1.1 惠更斯�蔔頗�耳原理21
2.1.2 巴卑涅原理23
2.1.3 衍射的分類24
2.1.4 夫琅和費單縫衍射25
2.1.5 夫琅和費圓孔衍射26
2.2 光散射基本理論28
2.2.1 光散射概述28
2.2.2 光散射基本知識29
2.2.3 經典Mie光散射理論32
2.3 幾何光學對散射的描述49
2.3.1 概述49
2.3.2 計算方法49
2.4 非平麵波的散射理論54
2.4.1 廣義Mie理論54
2.4.2 基本理論54
2.4.3 波束因子的區域近似計算59
2.4.4 高斯波束入射60
2.4.5 數值結果61
參考文獻62

第3章 散射光能顆粒測量技術65
3.1 概述65
3.2 基於衍射理論的激光粒度儀67
3.2.1 衍射散射式激光粒度儀的基本原理67
3.2.2 多元光電探測器各環的光能分布69
3.2.3 衍射散射法的數據處理方法72
3.3 基於Mie散射理論的激光粒度儀76
3.4 影響激光粒度儀測量精度的幾個因素79
3.4.1 接收透鏡焦距的閤理選擇79
3.4.2 被測試樣的濃度80
3.4.3 被測試樣軸嚮位置的影響82
3.4.4 被測試樣摺射率的影響84
3.4.5 光電探測器對中不良的影響85
3.4.6 儀器的檢驗86
3.5 激光粒度儀測量下限的延伸86
3.5.1 倒置傅裏葉變換光學係統88
3.5.2 雙鏡頭技術89
3.5.3 雙光源技術90
3.5.4 偏振光散射強度差（PIDS)技術90
3.5.5 全方位多角度技術91
3.5.6 國産激光粒度儀的新發展93
3.6 角散射顆粒測量技術96
3.6.1 角散射式顆粒計數器的工作原理97
3.6.2 角散射式顆粒計數器的散射光能與粒徑麯綫98
3.6.3 角散射式顆粒計數器F�睤麯綫的討論101
3.6.4 角散射式顆粒計數器的測量區及其定義104
3.6.5 角散射式顆粒計數器的計數效率108
3.6.6 角散射式顆粒計數器的主要技術性能指標109
參考文獻112

第4章 透射光能顆粒測量技術115
4.1 消光法115
4.1.1 概述115
4.1.2 消光法測量原理115
4.1.3 消光係數117
4.1.4 消光法的數據處理方法119
4.1.5 顆粒濃度測量126
4.1.6 消光法的粒徑測量範圍及影響測量精度的因素126
4.1.7 消光法顆粒測量裝置和儀器128
4.2 光脈動法顆粒測量技術130
4.2.1 光脈動法的基本原理131
4.2.2 光脈動法的發展現狀133
4.3 消光起伏頻譜法136
4.3.1 數學模型136
4.3.2 測量方法和測量原理138
4.3.3 消光起伏頻譜法的發展現狀147
參考文獻149

第5章 動態光散射測粒技術的原理和發展概況153
5.1 引言153
5.2 動態光散射測粒技術的原理155
5.2.1 基本概念和基本關係155
5.2.2 粒度測量的一般原理和基本分析157
5.2.3 典型裝置和數據分析方法160
5.3 動態光散射測粒技術的發展概況164
5.3.1 動態光散射技術的起源和初步定型164
5.3.2 動態光散射測粒技術的早期發展166
5.3.3 動態光散射測粒技術研究開發的現狀和發展趨勢166
參考文獻167

第6章 超聲法顆粒測量技術171
6.1 聲和超聲171
6.1.1 聲和超聲的産生171
6.1.2 超聲波特徵量172
6.2 超聲法顆粒測量基本概念176
6.2.1 聲衰減和聲速測量178
6.2.2 能量損失機理180
6.3 超聲法顆粒測量理論182
6.3.1 ECAH理論模型183
6.3.2 ECAH理論模型的拓展和簡化193
6.3.3 耦閤相模型202
6.3.4 顆粒測量208
6.3.5 基於電聲學理論的ZETA電勢測量214
6.4 小結215
參考文獻215

第7章 納米顆粒的測量219
7.1 納米顆粒測量的背景和特點219
7.2 動態光散射納米顆粒測量220
7.3 可視法納米顆粒測量223
7.4 超聲法納米顆粒測量225
7.4.1 超聲法的特點和裝置226
7.4.2 納米顆粒檢測的實例227
7.4.3 超聲納米顆粒檢測中注意事項230
參考文獻231

第8章 反演算法233
8.1 約束算法233
8.1.1 顆粒粒徑求解的一般討論233
8.1.2 約束算法在光散射顆粒測量中應用234
8.2 非約束算法244
8.2.1 非約束算法的一般討論244
8.2.2 Chahine算法及其改進247
8.2.3 投影算法249
8.2.4 鬆弛算法251
8.2.5 Chahine算法和鬆弛算法計算實例253
參考文獻255

第9章 工業應用及在綫測量257
9.1 霧化液滴測量257
9.1.1 激光散射法測量258
9.1.2 特大霧化液滴粒度測量260
9.2 乳濁液中液體顆粒大小的測量261
9.3 汽輪機中濕蒸汽測量262
9.4 煙氣輪機入口顆粒濃度及粒徑的在綫測量264
9.5 煙霧連續在綫測量266
9.6 圖像法測量快速流動顆粒267
9.7 電廠氣力輸送煤粉粒徑、濃度和速度在綫測量269
9.8 超細顆粒摺射率測量271
9.9 超聲測量高濃度水煤漿273
參考文獻274

第10章 其他顆粒測量方法275
10.1 電感應法275
10.1.1 電感應法的基本原理275
10.1.2 儀器的配置與使用277
10.1.3 測量誤差279
10.1.4 小結283
10.2 顯微鏡法283
10.2.1 顆粒粒徑的定義284
10.2.2 粒徑測量285
10.2.3 光學顯微鏡與電子顯微鏡288
10.2.4 小結290
10.3 圖像分析法291
10.3.1 顆粒圖像分析的基本概念和方法291
10.3.2 顆粒圖像分析過程和結果錶示294
10.3.3 小結297
10.4 沉降法299
10.4.1 顆粒在液體中沉降的Stokes公式300
10.4.2 顆粒達到最終沉降速度所需的時間301
10.4.3 臨界直徑及測量上限302
10.4.4 布朗運動及測量下限303
10.4.5 Stokes公式的其他影響因素304
10.4.6 測量方法及儀器類型306
10.4.7 沉降天平309
10.4.8 光透沉降法312
10.4.9 離心沉降314
10.4.1 0小結315
參考文獻316

附錄318
附錄一 國內外主要顆粒儀器生産廠商318
附錄二 國內外顆粒測量標準319
附錄三 國內外標準顆粒主要生産廠商325
附錄四 液體的黏度和摺射率326
附錄五 固體化閤物的摺射率329

精彩書摘

光散射是指光綫通過不均勻的介質而偏離其原來的傳播方嚮並散開到所有方嚮的現象。眾所周知，在均勻介質中，光綫將沿原有的方嚮傳播而不發生散射現象。當光綫從一個均勻介質進入另一均勻介質時，根據麥剋斯韋電磁場理論，它隻能沿著摺射光綫的方嚮傳播，這是由於均勻介質中偶極子發齣的次波具有與入射光相同的頻率，並且偶極子發齣的次波間有一定的位相關係，它們是相乾的，在非摺射光的所有方嚮上相互抵消，所以隻發生摺射而不發生散射。反射和摺射規律由Snell定律描述，而反射光和摺射光與入射光的強度關係則由Fresnel公式給齣。
如果在均勻介質中摻人一些大小為波長數量級且雜亂分布的顆粒物質，它們的摺射率與周圍均勻介質的摺射率不同，譬如膠體溶液、懸乳液、乳狀物等，原來均勻介質的光學均勻性遭到破壞，次波乾涉的均勻性也受到破壞。這種含有不均勻無規則分布的顆粒物質的介質引起瞭光的散射，稱為亭達爾散射（Tygdall，又稱丁達爾散射或丁鐸爾散射）。在本書以下即將討論的光散射法測量顆粒時，均産生光的亭達爾散射。這時，散射光的強度分布及偏振規律與散射顆粒的大小、顆粒相對周圍介質的摺射率有關。

前言/序言

顆粒（包括固體顆粒、液滴、氣泡）與能源、動力、環境、機械、醫藥、化工、輕工、冶金、材料、食品、集成電路、氣象等行業密切相關，也和人們的日常生活密切相關。據文獻介紹，70%以上的工業産品與顆粒有關，近年來經常齣現的沙塵暴、鼕季大範圍的濃霧等也都與空氣中的顆粒物有關。顆粒粒徑是顆粒的最重要參數，許多情況下，顆粒粒徑大小不僅直接影響到産品的性能與質量，而且與能源的高效利用、環境保護、工藝過程優化等都密切相關。近年來，各種新型顆粒材料，特彆是納米顆粒的問世和應用，給顆粒粒徑的測量提齣瞭新的更高的要求。
從20世紀80年代以來，科學研究和生産實踐飛速發展的需要極大促進瞭光散射法顆粒測量技術的飛速發展，在許多應用領域已逐步替代瞭原來應用其他工作原理（如篩分、顯微鏡、沉降、電感應等）的顆粒測量儀器，成為占主導地位的顆粒測量方法。特彆是近年來激光技術、光電技術、微電子技術、光縴技術和計算機技術等的迅速發展和應用，光散射法易於實現在綫測量的突齣特點更進一步推動瞭光散射顆粒測量方法的發展，齣現瞭一些新的基於光散射原理的顆粒測量方法，以及與微流體芯片技術相結閤等多方法融閤的顆粒測量儀器。光散射法顆粒測量技術的發展趨勢將會是顆粒測量儀器的微型化和智能無綫網絡化。
盡管光散射法顆粒測量技術有眾多的優點，但它的穿透性不強限製瞭它在高濃度顆粒實時在綫測量中的應用。超聲具有很強的穿透能力，正好彌補瞭光散射顆粒測量技術在這方麵的弱點，使得超聲顆粒測量技術可以用於高濃度顆粒的測量而無需對被測對象進行稀釋，這個特點尤其適閤在過程中的顆粒實時在綫測量。近年來國際上對超聲顆粒測量方法的研究發展迅速，成為一類新的顆粒測量方法。而圖像法則隨數碼相機技術的飛速發展，近年來重新崛起，正以嶄新的麵貌齣現，成為顆粒粒度及形態測量的一類新方法。
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