Совершенствование прибора и метода анализа гранулометрического состава порошков на основе слоевой седиментации частиц

• Автор: Алексеев, Евгений Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.08, 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Введение.

1. Современное состояние методов анализа гранулометрического состава порошков1

1.1. Классификации методов анализа гранулометрического состава порошков.

1.2. Обзор основных методов гранулометрического анализа

1.3. Методы весовой седиментации

1.4. Устройство и принцип действия весового седиментометра ВС

1.5. Реализация приборов типа ВС3 в практической гранулометрии

1.6. Формулировка основных задач совершенствования прибора ВС3

2. Теоретические основы гранулометрического анализа порошков методом слоевой седиментации.

2.1. Теоретические основы процесса седиментации.

2.1.1. Гравитационное осаждение частиц дисперсной фазы.

2.1.2. Коэффициент сопротивления частиц
2.1.3. Влияние формы частиц на процесс седиментации
2.2. Методы математической обработки экспериментальных зависимостей в гравитационной седиментации
2.2.1. Уравнение Розина Раммлера Беннета.
2.2.2. Метод аппроксимации кривых накопления суммой логарифмически
нормальных распределений.
2.3. Статистическая обработка результатов анализа гранулометрического состава порошков.
2.3.1. Параметрические критерии сравнения
2.3.2. Проверка воспроизводимости опытов.
2.3.3. Применение статистического анализа и аналитической аппроксимации для оценки точности и достоверности измерений
3. Разработка программноизмерительного комплекса анализа гранулометрического состава на основе весовой седиментации частиц.
3.1. Принципы использования компьютерных систем в аналитическом приборостроении
3.2. Назначение и возможности программноизмерительного комплекса 8ЭМ
3.3. Устройство и принцип действия.
3.3.1. Измерительная система.
3.3.2. Периферийное устройство.
3.4. Разработка и описание программной части комплекса.
3.4.1. Описание и обоснование выбора состава технических и программных средств
3.4.2. Структурная схема программного комплекса. Основные модули и их функции
4. Практическое использование усовершенствованного программно измерительного комплекса для гранулометрического анализа и в научных исследованиях
4.1. Методика проведения гранулометрического анализа с применением программноизмерительного комплекса БОМ
4.1.1. Подготовка комплекса к работе.
4.1.2. Выбор оптимальных параметров. Подготовка и ввод пробы.
4.1.3. Регистрация измерений и обработка данных.
4.2. Особенности определения гранулометрического состава нестандартных материалов
4.2.1. Методика определения гранулометрического состава слюдокерамических материалов.
4.2.2. Методика определения гранулометрического состава волластоиитовых концентратов
4.2.3. Особенности определения гранулометрического состава
угольной пыли
4.3. Исследование влияния объемной концентрации частиц на скорость их осаждения
4.4. Применение программноизмерительного комплекса М4 для
реализации удаленного эксперимента.
Выводы.
Список использованных источников


Усовершенствованный седиментометр ВС4 используется в Сибирском физикотехническом институте Томского госуниверситета, на кафедре общей химии и технологии силикатов и кафедре бурения скважин Томского политехнического университета, в НИИ прикладной математики и механики Томского госуниверситета. Программный комплекс БОМ4 используется в учебном процессе на физикотехническом факультете Томского государственного университета в дистанционном обучении студентов по программе Открытое образование для демонстрации удаленного эксперимента. Методики определения гранулометрического состава материалов с различной плотностью, дисперсностью, формой частиц и полимодальным распределением методом весовой жидкостной седиментации из стартового слоя с помощью программноизмерительного комплекса М4. Усовершенствованный метод и прибор анализа гранулометрического состава порошков на основе седиментации из стартового слоя. Комплекс программного обеспечения, реализующий функции проведения анализа гранулометрического состава порошков, управления экспериментом, статистической обработки данных анализа и вывода результатов. Методики и программное обеспечение на основе информационных технологий в сфере 1тегпе1 и коммуникаций, обеспечивающие удаленный доступ к проведению исследований с помощью программноизмерительного комплекса М4. В литературе, посвященной проблемам гранулометрического анализа дисперсных сред 1, описано множество методов и приборов, с помощью которых измеряются различные характеристики порошкообразных материалов определение числа частиц и их распределение по фракциям, массовое распределение по фракциям, удельная поверхность и др В настоящее время известно около 0 методов и модификаций, применяемых для гранулометрического анализа, однако ни один из них не является универсальным, каждый дает определенную информацию о гранулометрическом составе и имеет свою предпочтительную область применения. Первая попытка систематизации методов анализа, появившаяся в отечественной научной литературе в году, принадлежала Н. А. Фуксу . Позже, в году, классификацию методов дисперсного анализа предложил и опубликовал Г. И. Ромашов 1. Согласно этой классификации, все методы были сгруппированы в соответствии с физическими принципами, на которых они основаны. Н. А. Фигуровский в г. Седиментометрический аназиз 2 выделил ситовой анализ, микроскопический, седиментационный
к которому отнесены методы сепарации в воздушном потоке и в поле действия сил земного тяготения и центробежных, определения размеров частиц фильтрование, ультрафильтрование, ультрамикроскопия, нефелометрия, диффузионный метод, определения удельной поверхности адсорбционный, метод скорости растворения. Г. С. Ходаков 3 разделил методы дисперсионного анализа на прямые и косвенные. Прямые, определяющие размеры частиц с помощью какоголибо масштаба, например, шкалы микроскопа или ячейки сита косвенные, определяющие эти размеры по косвенному показателю, непосредственно зависящему от размера, например, скорости оседания в вязкой среде, скорости растворения и т. Коузов П. А. 4 привел классификацию методов, сгруппированных по признаку физических принципов, заложенных в их основу ситовой анализ седиментометрические методы гидродинамические методы микроскопии методы счета и распределения взвешенных частиц по косвенным показателям, характеризующим их размеры методы определения удельной поверхности. Однако при этом методы седиментации отделены от гидродинамических, а косвенные методы выделены в отдельный класс. Наремский Н. К., Алешин А. М., Тигарев А. М. , делят все методы на два больших класса интегральные и дифференциальные. К интегральным методам они относят методы, информирующие об усредненных статистических параметрах, характеризующих дисперсную среду. К дифференциальным методы, дающие информацию об определяющих параметрах отдельной частицы. Для получения достоверных данных интегральными методами требуется проба достаточной массы, дифференциальными достаточный объем выборки статистической информации. В зарубежных монографиях, посвященных вопросам дисперсного анализа, таких классификаций не приводят.