Partikelgrößenverteilung
Die Partikelgrößenverteilung (PSD) eines Pulvers oder körnigen Materials oder in Fluid dispergierten Partikeln ist eine Liste von Werten oder eine mathematische Funktion, die die relative Menge, typischerweise durch Masse, von Partikeln, die entsprechend der Größe vorliegen, definiert. PSD ist auch als Korngrößenverteilung bekannt.
Bedeutung
Die PSD eines Materials kann für das Verständnis seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften wichtig sein. Es beeinflusst die Festigkeit und die tragenden Eigenschaften von Gesteinen und Böden. Es beeinflusst die Reaktivität von Feststoffen, die an chemischen Reaktionen teilnehmen, und muss in vielen industriellen Produkten, wie der Herstellung von Druckertoner und Kosmetika, streng kontrolliert werden.
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Bedeutung bei der Sammlung von Partikeln
Die Partikelgrößenverteilung kann die Wirksamkeit von Sammelgeräten stark beeinflussen.
Absetzkammern sammeln normalerweise nur sehr große Partikel, die durch Siebböden getrennt werden können.
Zentrifugalkollektoren sammeln normalerweise Partikel bis zu etwa 20 um. Höhere Effizienzmodelle können Partikel bis zu 10 μm sammeln.
Gewebefilter sind einer der effizientesten und kostengünstigsten Typen von Staubabscheidern und können für sehr feine Partikel einen Wirkungsgrad von über 99% erreichen.
Nasswäscher, die Flüssigkeit verwenden, werden allgemein als Naßwäscher bezeichnet. In diesen Systemen kommt die Waschflüssigkeit (üblicherweise Wasser) mit einem Gasstrom in Berührung, der Staubteilchen enthält. Je größer der Kontakt der Gas- und Flüssigkeitsströme ist, desto höher ist die Staubentfernungseffizienz.
Elektrostatische Abscheider verwenden elektrostatische Kräfte, um Staubpartikel von Abgasen zu trennen. Sie können sehr effizient bei der Sammlung von sehr feinen Partikeln.
Filterpresse zum Filtern von Flüssigkeiten mittels Kuchenfiltrationsmechanismus. Die PSD spielt eine wichtige Rolle bei der Kuchenbildung, Kuchenbeständigkeit und Kucheneigenschaften. Die Filtrierbarkeit der Flüssigkeit wird weitgehend durch die Größe der Partikel bestimmt.
Probenahme
Bevor eine PSD bestimmt werden kann, ist es entscheidend, dass eine repräsentative Probe erhalten wird. In dem Fall, in dem das zu analysierende Material fließt, muss die Probe aus dem Strom so abgezogen werden, dass die Probe die gleichen Teilmengengrößen wie der Strom aufweist. Der beste Weg, dies zu tun, ist, viele Proben des gesamten Stroms über einen Zeitraum zu nehmen, anstatt einen Teil des Stroms für die ganze Zeit zu nehmen.p.6 In dem Fall, in dem das Material in einem Haufen, Schaufel oder Dieb Probeentnahme ist Muss getan werden, was ungenau ist: Die Probe sollte idealerweise genommen worden sein, während das Pulver in Richtung des Haufens fließt.p.10 Nach der Probenahme muss das Probenvolumen typischerweise reduziert werden. Das zu analysierende Material muß sorgfältig vermischt und die Probe unter Verwendung von Techniken herausgezogen werden, die eine Größensegregation vermeiden, beispielsweise unter Verwendung eines rotierenden Teilers p.5. Besondere Aufmerksamkeit muss der Vermeidung von Feinstaub während der Manipulation der Probe gewidmet werden.
Mathematische Modelle
1. Wahrscheinlichkeitsverteilungen
Die Log-Normalverteilung wird oft verwendet, um die Partikelgrößenverteilung von Aerosolen, aquatischen Partikeln und pulverisiertem Material zu approximieren.
Die Weibull-Verteilung oder Rosin-Rammler-Verteilung ist eine nützliche Verteilung zur Darstellung von Partikelgrößenverteilungen, die durch Schleifen, Fräsen und Zerkleinern erzeugt werden.
Die log-hyperbolische Verteilung wurde von Bagnold und Barndorff-Nielsen vorgeschlagen, um die Partikelgrößenverteilung von natürlich vorkommenden Sedimenten zu modellieren.
Dieses Modell leidet unter nicht-eindeutigen Lösungen für eine Reihe von Wahrscheinlichkeitskoeffizienten.
Das Skew-Log-Laplace-Modell wurde von Fieller, Gilbertson und Olbricht als eine einfachere Alternative zur log-hyperbolischen Verteilung vorgeschlagen.
2.Rosin-Rammler Verteilung
Die Weibull-Verteilung, die jetzt für Waloddi Weibull benannt wurde, wurde zuerst von Fréchet (1927) identifiziert und zuerst von Rosin & Rammler (1933) zur Beschreibung von Teilchengrößenverteilungen angewendet. Es ist noch weit verbreitet in der Mineralverarbeitung verwendet, um Partikelgrößenverteilungen in Zerkleinerungsprozessen zu beschreiben.
IInformationen aus Wikipedia.
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