粒度

颗粒度是为了比较固体颗粒（斑点）、液体颗粒（液滴）或气体颗粒（气泡）的尺寸而引入的概念。 粒度的概念适用于胶体、生态学、粒状物质（无论是否在空气中）中的粒子，以及形成粒状物质的粒子（另见粒度）。

有几种测量粒度和粒度分布的方法。 其中一些基于光，另一些基于超声波、电场、重力或离心。 使用筛子是一种常见的测量技术，但是这个过程更容易出现人为错误并且非常耗时。 动态图像分析 (DIA) 等技术可以使粒度分布分析变得更加容易。 这种方法可以在 Retsch Technology 的 CAMSIZER 或 Sympatec QICPIC 系列仪器等仪器中看到。 他们仍然缺乏在生产环境中进行实时监控的在线测量能力。 因此，像 SOPAT 系统这样的在线成像设备是最有效的。

机器学习算法用于提高粒度测量的性能。 这一系列研究可以产生低成本和实时的粒度分析。

在所有方法中，尺寸都是间接测量，通过模型获得，该模型以抽象方式将真实粒子形状转换为简单和标准化的形状，如球体（最常见的）或长方体（当使用最小边界框时 )，其中尺寸参数（例如球体直径）有意义。 例外是数学形态学方法，其中不需要形状假设。

粒子集合（集合）的粒子大小的定义提出了另一个问题。 实际系统实际上总是多分散的，这意味着集合中的粒子具有不同的大小。 粒度分布的概念反映了这种多分散性。 粒子集合通常需要一定的平均粒度。

球形物体的粒径可以通过其直径明确和定量地定义。 然而，典型的物质对象很可能形状不规则且非球形。 上述粒度的定量定义不适用于非球形颗粒。 有几种方法可以将上述定量定义扩展到非球形粒子。 现有的定义是基于用一个假想的球体替换给定的粒子，该球体具有与该粒子相同的属性之一。

基于体积的粒径基于体积的粒径等于与给定粒子具有相同体积的球体的直径。 通常用于筛分析，作为形状假设（筛的网眼尺寸作为球体直径）。

基于粒子面积的粒子体积基于面积的粒子尺寸等于与给定粒子具有相同表面积的球体的直径。 通常用于光学粒度测量技术。

D {\displaystyle D} : 代表性球体的直径 A {\displaystyle A} : 粒子的表面积

在某些度量中，无法获得大小（表达式中的长度维度），只能作为另一个维度和参数的函数进行计算。 下面以主要案例说明。

基于重量的（球形）粒径 基于重量的粒径等于与给定颗粒具有相同重量的球体的直径。 在离心和倾析中用作假设很有用，或者当可以估计颗粒数量时（获得平均颗粒重量作为样品重量除以样品中的颗粒数量）。 此公式仅在所有粒子具有相同密度时才有效。D = 2 3 W 4 π d g 3 {\displaystyle D=2{\sqrt[{3}]{\frac {3W}{4\pi dg}}}}

在哪里

D {\displaystyle D} : 代表性球体的直径 W {\displaystyle W} : 粒子的重量 {\displaystyle d} : 粒子的密度 {\displaystyle g} : 引力常数空气动力学粒子大小流体动力学或空气动力学粒子大小等于直径 具有与给定粒子相同的阻力系数的球体。在流体介质中定义粒子尺寸的另一个复杂性出现在尺寸小于微米的粒子上。 当颗粒变得那么小时，界面层的厚度变得与颗粒尺寸相当。 结果，粒子表面的位置变得不确定。 吉布斯建议并在许多关于界面和胶体科学的书籍中介绍了将这个假想表面放置在特定位置的约定。