Daļiņu izmērs: definīcija, graudu lielumi un sadalījums

Uzzini daļiņu izmēra definīciju, graudu lielumus un to sadalījumu augsnē, pulveros un gruntī — skaidri, salīdzinājumi un praktiski piemēri.

• Daļiņu izmērs (vispārīgi) sniedz vispārīgas daļiņu izmēra jēdziena definīcijas.
• Daļiņu izmērs (graudu lielums) sniedz konkrētu informāciju par augsnes, pulveru, grants u. c. daļiņu izmēru.
• Daļiņu izmēru sadalījums

Daļiņu izmēra definīcija (vispārīgi)

Daļiņu izmērs ir raksturojums, kas apraksta materiālu atsevišķo sastāvdaļu (daļiņu, graudu, pilienu vai putekļu) tipisko lineāro dimensiju — piemēram, diametru vai šķērsgriezuma izmēru. Atkarībā no formas var lietot vidējo diametru, ekvivalentālo diametru vai dimensiju konkrētā virzienā.

Svarīgi aspekti:

• Mērvienības: parasti izmanto mikrometrus (µm) vai milimetrus (mm); gaisa un aerosolu pētījumos arī nanometri (nm).
• Formas ietekme: daļiņu forma (apaļa, plāna, šķēlveida) ietekmē to hidrodinamiku un mērvienību interpretāciju.
• Izplatība: parasti nav viena viena izmēra — daļiņu daudzums materiālā tiek raksturots ar izmēru sadalījumu vai vidējām vērtībām (piem., vidējais diametrs, mediāna D50).

Graudu lielumi (augsnes, pulveri, grants u. c.)

Augsnēs un inženierzinātnēs daļiņu izmēri tiek klasificēti, lai saprastu materiāla īpašības:

• Smiltis: parasti 0,063–2 mm.
• Smuķi (siltis): aptuveni 0,002–0,063 mm (jeb 2–63 µm).
• Māls (klaīds): <0,002 mm (2 µm) diametrā.
• Grants: >2 mm atkarībā no klasifikācijas.

Rūpniecībā pulveru un granulātu ražošanā un apstrādē izmēru klaseficēšanai lieto specifiskas normas. Piemēram, farmācijā daļiņu izmērs ietekmē šķīdināšanos un biopieejamību, ķīmiskajā rūpniecībā — reakcijas ātrumu un plūsmas īpašības.

Daļiņu izmēru sadalījums

Daudzos materiālos daļiņu izmēri veido sadalījumu, ko raksturo parametri kā:

• D50 (mediāna): izmērs, pie kura 50% no daļiņu masas vai skaita ir mazāki.
• D10, D90: robežizmēri, pie kuriem attiecīgi 10% un 90% no kopējā daudzuma ir mazāki.
• Sigma vai dispersija: norāda, cik ļoti izmēri ir izkaisīti ap vidējo vērtību.

Grafiski sadalījumu attēlo kā histogrāfu vai kumulatīvo grafiku. Sadalījuma forma (vienmērīga, divfāzu, garena asti u. c.) sniedz informāciju par materiāla izcelsmi, apstrādi vai maisījumu sastāvu.

Mērīšanas metodes

Biežāk izmantotās metodes daļiņu izmēru noteikšanai:

• Sietu analīze: klasiskā mehāniskā metode cietām daļiņām >~40 µm.
• Laseru difrakcija: piemērota plašam izmēru diapazonam (no nm līdz mm), ātra un plaši izmantota rūpniecībā.
• Sedimentācijas metodes (Stokes likums): ūdens vai citas šķidruma fāzes izmantošana, lai noteiktu mazāku daļiņu diametrus.
• Elektriskā vai optiskā saskaitītāja (Coulter counter, optiskie saskaitītāji): skaita un nosaka daļiņu lielumu pa vienam.
• Elektronmikroskopija (SEM, TEM): sniedz attēlu un precīzu formu/izmēru analīzi nelielam paraugam.

Pielietojums un nozīme

Daļiņu izmēram ir praktiska nozīme daudzās jomās:

• Augsnes zinātnē: ietekmē drenāžu, barības vielu noturēšanu un iekārtu stabilitāti.
• Būvniecībā: graudu frakcijas nosaka betona un asfaltbetona īpašības.
• Farmācijā: ietekmē zāļu šķīdību, absorbciju un tablešu blīvēšanos.
• Rūpnieciskajos pulveros: plūsmas īpašības, blīvēšanās un reaģēšanas ātrums ir saistīts ar daļiņu izmēru.
• Vides zinātnē: gaisa daļiņas (PM10, PM2.5 u.c.) ietekmē veselību un gaisa kvalitāti.

Piemēri un parasti rādītāji

Daži parasti lietoti rādītāji, ko satop pētījumos un dokumentācijā:

• D10 / D50 / D90: norāda, cik liels procents no materiāla atbilst noteiktam izmēram.
• Vidējais diametrs: var būt skaitliskā (aritmētiskā) vai svērtā (masas/tilpuma svērtā) vidējā vērtība.
• Sarkanā robeža: specifiskās nozares var noteikt standarta frakcijas (piem., būvniecībā sēklis, smiltis, grants).

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir daļiņu lielums (vispārīgi)?

J: Uz ko attiecas daļiņu izmērs (graudu lielums)?

J: Ko ietver daļiņu izmēru sadalījuma jēdziens?

J: Kā var izmērīt daļiņu izmērus?

J: Kādu veidu materiālus parasti pēta attiecībā uz to daļiņu izmēriem?

Meklēt pēc burta