GB T 15445.4-2006 粒度分析结果的表述.第4部分 分级过程的表征.pdf
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1、ICS 19. 120 A 28 道昌中华人民共和国国家标准G/T 15445. 4-2006/ISO 9276-4: 200 1 粒度分析结果的表述第4部分:分级过程的表征Representation of results of particle size analysis Part 4: Characterization of a c1assification process CISO 9276-4: 2001 , IDT) 2006-02-05发布2006-08-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会060907000146 GB/T 15445. 4-2
2、006/ISO 9276-4: 200 1 目次前言.皿引言N1 范围2 符号2. 1 专用术语符号.2.2 下标3 建立在无误差分布曲线和质量平衡基础之上的分级过程的表征. 2 3. 1 用频度分布曲线表征分级过程.2 3.2 质量和个数的平衡.33.3 切割粒径冉的定义.43.4 分级效率T和分级效率曲线T(,CTromp曲线)3. 5 切割锐度的衡量4 系统性误差对分级效率曲线测定的影响-4.1 概述.4.2 由于分级器中的非正常分级过程所产生的系统性误差4. 3 原料的不完全分散.8 4.4 原料在分级器中粉碎的影响.8 附录A(资料性附录)随机性误差对评估分级效率曲线的影响A.l 概
3、述.A.2 饵.1或川的间接计算A.3 从有误差的累积粒度分布建立分级效率曲线T(x).10 参考文献. I GB/T 15445. 4-2006/ISO 9276-4: 200 1 前言GB/T 15445粒度分析结果的表述分为6个部分,名称预计如下:-一一第1部分z图形表征;一一第2部分z由粒度分布计算平均粒径/直径和各次矩;一一第3部分z将测定的累积粒度分布曲线拟合为标准模式;一一第4部分:分级过程的表征;一一第5部分:使用对数正态几率分布进行相关粒度分析计算的适用性F一一第6部分:颗粒形状和形貌的描述和定量表征。本部分为GB/T15445的第4部分。本部分等同采用ISO9276-4:
4、2001粒度分析结果的表述第4部分:分级过程的表征。本部分与ISO9276-4: 2001相比做了下列编辑性修改:一一用本部分代替本国际标准;一一一重新编排页码;一一删除国际标准中有关ISO的前言部分;一一一增加有关标准编制说明的前言部分。本部分的附录A为资料性附录。本部分由全国筛网筛分和颗粒分检方法标准化技术委员会提出。本部分由全国筛网筛分和颗粒分检方法标准化技术委员会归口。本部分起草单位:钢铁研究总院、机械科学研究院、上海市计量测试技术研究院。本部分主要起草人2郑毅、方建锋、余方、吴立敏、盛克平。m皿GB/T 15445. 4-2006/180 9276-4: 200 1 引在粒度分析所用
5、的分级过程中(如发生于冲击器、筛分等分级工艺中),原料的质量ms或颗粒数叭,以及用频度分布所描述的粒度分布qr.s(X) ,至少被分成一个细组分和一个粗组分,它们的质量、个数和频度分布分别为mf,nf ,qr.f(X)和矶,nc,qr.c(x)。在分析中所选择的量的类别以下标r来表示,而原料、细组分、粗组分分别以另外的下标s,f、c来表示,如图1所示。原料,qr.,(功,ms,ns分级过程细组分,q,.f (功,mf,nf圄1-阶分组所形成的组分和分布当粗组分多于一阶时(例如采用多级冲击器),为了表征分级过程,可以采用0,1,2,等来代替s,f, c,例如用3来表示第2个粗组分,它比组分2中包
6、含更大的颗粒。假定粒径z由球的直径来表征。当颗粒为其他形状时,根据实际情况的不同也可以用颗粒的等效球直径来表示其粒径z。N GB/T 15445. 4-2006/ISO 9276-4: 200 1 粒度分析结果的表述第4部分:分级过程的表征1 范围本部分的主要目的是提供一种用来表征分级工艺的数学基础知识。它不仅适用于粒度分析,同样也可以用于表征分级过程(如:空气分级、离心分级)或分离的过程(如:旋风分离或水力旋流分离)。在第3章中分级工艺的表征是建立在对原料及粗细组分频度分布曲线的描述以及总体质量的平衡都没有误差的前提之下。在第4章中描述了系统误差对分级效率的影响。在附录A中讨论了随机误差对分
7、级工艺表征的影响。2 符号2. 1 专用术语符号下列术语和符号适用于本部分:A一一由累积分布曲线上导出的参数;E一一累积分布中的质量平衡误差;I一一不理想度pK(x)一一修正的累积分布;m 一一质量;n-一一粒度分级的总数或颗粒数;qr(X)一一频度分布曲线;Qr(X)一一累积分布曲线;,1Qr(X)一一相邻两个累积分布值的差,对应第i个粒度间隔,1Xi内的累积分布之相对量;52一一方差;t一-Student因子;T 分级效率;To总分级效率或分离效率;T(x)一一分级效率曲线;Z一一颗粒直径或等效球直径;X.一一分析切割粒度;Xe等概率切割粒度,在分级效率曲线上的中位径;Xi 第i个粒度间隔
8、对应的上限粒度;工川一一一第i个粒度间隔对应的下限粒度;,1 Xi 第i个粒度间隔的宽度;Xmax 给定粒度分布的最大粒度pXmin 给定粒度分布的最小粒度;一一坡度角,计权方差的总和;E一一频度分布中的质量平衡误差;矶.i=Qr.s川-Qr.c.i-变量;K一一由特征粒度所形成的切割参数锐度;GB/T 15445. 4一2006/ISO9276-4 :2001 一-一相对量;i=Q山-QrICti-一变量: 未参与分级过程的颗粒的量;?一一变量。2.2 下标下列下标适用于本部分:C一一粗组分(r后的第2下标); f-细组分(r后的第2下标); i 上限粒度为Xi的粒度区间序r一一频度分布量的
9、类型(通注:例如:r=3量的类型为s一一原始粉料或。不止一个粗q .JI 圄2理想分级条件下原料以及细组分和粗组分的加权频度分布曲线在加权频度分布曲线下的阴影部分分别为细组分和粗组分的相对量,用几f代表细颗粒的百分数,用川代表粗颗粒的百分数,它们的总和等于100%或为1;)3,1表示细颗粒的质量百分数,0,1表示细颗粒的个数百分数。但实际上,存在这样一个粒度范围Z乌zm,川1口r分,也可存在于粗组分,细组分和粗组分的频度分布曲线在此粒度范围内相互穿插重叠。在图3中的交叉点示出一个切割尺寸,被称为等概率切割粒度Xe(见3.3.2)。2 q 图在粗组分中小于3. 2 质量和个数的3.2. 1从Xm
10、in到由于分级及质量为m,或并且吭.f代表细在图2和川q川(X)下的3.2.2从x到在原料中存料中具有粒度为工得GB/T 15445. 4一2006/1809276-4:2001. ( 1 ) . ( 3 ) 分频度分布曲线分至粗组分中。原. ( 4 ) . ( 5 ) qr.s(X) 费用照前lir.,qr., (XY . ( 6 ) 为了建立图3一类的频度分布以4、须采用(6)式。手段能3时,应当认识到(时中仅有3个变数可供任意挑选。例如,两个频度分布qr.sCxVr:CX)和细组分的相对量饵.f(X)己给定,那么,q川(X)和川也就随之而定了。3.2. 3 从Xmin到x的粒度范围内的质
11、量和数量的平衡将(6)式从Xmin到工取积分,得到Q r. s(X) =川Qr.f(X)+川Qr.,(工)3.2. 4 间接计算吭A日Vr,c. ( 7 ) 在许多实际情况下,川和几c不可能由相关的质量和质量流量算出,因为实际测量这些数据是很困难的,或者说不可能得到。但是,如果所提供的物料样品有代表性且已测出其细组分和粗组分的百分GB/T 15445. 4一2006/ISO9276-4:2001 数,那么,通过(3)式和(6)式或(7)式可以计算出川和川。将(3)式引人(6)式和(7)式中,对h求解,有z一1-=Q,.s(X)Q,.c(工=g_,.s(工)- q,.c(x) .( 8 ) .C
12、 Q,.f(X) _ Q(x) q,.f(X)-q,.c(x) 如果累积分布Q,.s(叫.Q,.f(X)和毡.c(x)元误差,即物料(6)式和(7)式无余项,川和飞c将是常数且与颗粒大小z元关。3.3 切割粒径X.的定义3.3. 1 概述原则上讲,介于Xmn,c和Xmax.f之间的任何工的值,只要在细组分和粗组分频度分布相互重叠的区域内的粒径都可以被定义为切割粒径。通常所采用的两个定义将在3.3.2和3.3.3描述。3.3.2 分级效率曲线的中值一一等概率切割粒径儿,分级效率的中位径在图3中,细组分和粗组分的加权频度分布曲线在某个确定的粒径与相交。这一粒度为等概率切割粒径品,如在3.4中所定义
13、的那样,就是分级效率曲线T(X)上的中值。Xe = x(T= 0.5) . ( 9 ) 与其他粒径的颗粒不同,这种粒径的颗粒被分级在细组分或粗组分中有相等的概率。在图3中,从加权的细组分和粗组分频度分布曲线交叉点所作铅垂虚线的长度等于从该点至原料加权频度分布曲线上的垂直距离。因而,粒径为Xe的颗粒以相同的概率存在于细组分和粗组分中。即t饵.fq川(Xe)=凡cq,.c(Xe) . ( 10 ) 3.3.3 分析切割粒径X.对使用者而言,假如使用一个分析型空气分级器(例如一个单级气流冲击器)就如同一个黑箱(见图1)。例如,将质量为矶的粉料供给分级器,于分级过程结束后,在绝大多数情况下我们仅能获取
14、粗组分的质量矶,细组分的质量可以从ms与mc之差计算得到。因为由实验测定的细组分的相对质量间.f=mc/ms)被取作等于供给粉料中小于某一尺寸的相对质量,相应于这个尺寸也定义了一个切割粒径,这个切割粒径被称为分析切割粒径X.O通常定义为:1凡c=,.f= Q,.s (X.) ( 11 ) 对于某一给定的粒度分布的原料(或进料),由己知细组分的相对量所产生的分析切割粒径如图4所示。Q, .f X , z 圄4分析切割粒径凡的定义4 G/T 15445. 4一2006/ISO9276-4:2001 将(11)式代人(7)式,可以看出,就这个粒径来说,细组分和粗组分包含等量的误分级物质,即在细组分中
15、的粗颗粒的相对量比.fl-Qr.f(X.)等于粗组分中细颗粒的相对量比cQr.c(x.)。在图6中,如果儿和4相等,则x=x.,而阴影面积Al则表示从Xmin到Xmax的全部面积中的h部分。3.4 分组效率T和分组效率曲线T(x),(Tromp曲线)为了描述分级效率,往往从图3的频度分布曲线中,推导出所谓分级效率曲线T(x)。对某一特定的粒径来说,分级效率(或粒径的选择性)T是指在分级粗组分中存在的这种粒度的颗粒的量Vr.cqr.cdx与原料中存在的对应量qr.s(x)dx的比值。分级效率曲线T(x)可以计算如下zf、饵.ct1Qr.c(鸟,Xi一1)儿.cQr.c (x;) - Qr.c (
16、X;-l ) T(x) =二旦旦旦L一一- ( 12 ) qr.s (x) t1Qr.s (x; ,X;-l) Qr.s (x;) - Qr.s (X;-l) 如果将T对颗粒粒度z作图,便可以得出分级效率曲线T(川,如图5所示。分级效率曲线应从0开始,并且在Xmin和XminO. 75 )-Z7、Jr飞-zw一,飞r-S QA-h G-2 -t y -) z ( T 0.5 0.25 。Xmin.。X25 X c X15 XmBx,f z 固5分级效率曲线T(x)3.5 切割锐度的衡量3.5. 1 概述界于xm川和工肌f之间的重叠粒度班围愈小,或者说被误分级的物质量愈少,分级过程的质量愈高,或
17、者说切割的锐度愈好。为了定量地表示一个分级过程的切割锐度或不理想度,可采用很多参数。在很多情况下,要想完整地描述分级过程,仅用一个参数是不够的,需要用一系列的参数,甚至要用不同参数的组合,这些参数只有在应用分级技术的过程中才有意义。值得注意的是所给出的绝大多数参数只不过是对局部.作出定量描述或者说只能对从分级效率曲线所得到的那部分信息作到定量。建立如3.5.2和3.5.3所描述的三组参数足以包括目前所建议的所有参数。3.5.2 颗粒特征参数的获得一些参数表示从分级效率曲线上所获得的粒度特征值的差(或比值)0 Xy表示在分级效率曲线T=y%处对应的粒度z的值。例如,可以用下式来区别分级的不理想度
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