一,、 粉體混合的含義 粉體混合是二種以上組份在干燥狀態(tài)或有少量液體存在下,以外力作用攪混,,使其不均一性不斷降低的過(guò)程。所謂二種以上組份,,可以是不同的物質(zhì),,也可以是同一物質(zhì)而有不同的物理特性:如含水率不同、顆粒直徑不同,、顏色不同等等。
粉體混合是一個(gè)復(fù)雜的隨機(jī)過(guò)程,,混合質(zhì)量的評(píng)估及測(cè)定方法一直是困擾著人們的棘手問(wèn)題,。隨著時(shí)代的發(fā)展,憑人的五官感覺(jué)來(lái)判定混合均勻度的日子已經(jīng)過(guò)去,。用科學(xué)的,、數(shù)量形式來(lái)判定混合均勻度,就是粉體混合的定量分析,。要做到定量分析,,必然要有取樣,、檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析(數(shù)據(jù)處理)幾個(gè)過(guò)程,,從而得到一個(gè)單一的量值來(lái)表達(dá)混合物的均勻度,。
二、 取樣 從混合物中某一位置取出少量的物料,,叫“取樣”,,這少量的物料叫作“觀測(cè)樣品”又稱“點(diǎn)樣品”,取樣的位置稱“取樣點(diǎn)”,。
在同一容器內(nèi),,同一時(shí)間水平上,不同取樣點(diǎn)取得的樣品組成這一時(shí)間水平上的“樣本”,。點(diǎn)樣品的個(gè)數(shù)即樣本的大小,。
關(guān)于樣品的大小:在滿足檢測(cè)需要的量并可能對(duì)取樣點(diǎn)周圍物料具有代表性的前提下,,樣品越小越好,。樣品過(guò)大,不僅浪費(fèi)物料,,且對(duì)定量分析的正確性不利,。
關(guān)于樣品個(gè)數(shù)多少(即樣本的大小):樣品個(gè)數(shù)越多,,即樣本越大,,定量分析結(jié)果越可靠,誤差率越小,。但迄今為止,,確定最佳樣品個(gè)數(shù)尚未研究出來(lái)。據(jù)美國(guó)化學(xué)工程協(xié)學(xué)建議,,要求5~15個(gè)樣品,,也有人認(rèn)為至少需要20個(gè)乃至50個(gè)樣品。我國(guó)習(xí)慣上取5~10個(gè)樣品,。關(guān)于取樣點(diǎn)位置,,在物料處于靜止?fàn)顟B(tài)下取樣時(shí),取樣點(diǎn)應(yīng)盡可能均布在物料的各個(gè)位置,。如果能在混合物的運(yùn)動(dòng)流中取樣,,則比靜止?fàn)顟B(tài)下取樣所得出分析結(jié)果要準(zhǔn)確。所以,,在條件許可的情況下(如最佳混合時(shí)間已經(jīng)確定),,在混合器出口物流中取樣的辦法好。
三,、 檢測(cè) 將取得樣品,,用化學(xué)或物理的方法,,測(cè)定各組分(尤其是關(guān)鍵組分——示蹤物)的含量: X。如果樣品個(gè)數(shù)是5,,則檢測(cè)到5個(gè)結(jié)果:X1,;X2;X3,;X4,;X5。關(guān)于檢測(cè)方法,,應(yīng)由組分的性質(zhì),,混合的目的和實(shí)際條件來(lái)決定。
四,、 統(tǒng)計(jì)分析 將上述檢測(cè)結(jié)果,,用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法,進(jìn)行計(jì)算,,得出單一的數(shù)值,,來(lái)評(píng)估混合物的混合質(zhì)量,叫統(tǒng)計(jì)分析法,。
1. 算術(shù)平均值,,又稱樣本均值:X
X= — Σxi
式中:n——點(diǎn)樣品數(shù)(樣本大小)
Xi——第i個(gè)樣品測(cè)得的參數(shù),。如質(zhì)量,、含水量、顆粒數(shù)等,。
2. 方差:σ2
σ2 = —— Σ(Xi — X)2
3. 標(biāo)準(zhǔn)偏差,,又稱SD(Standard Deviation的縮寫):σ
σ=√σ2 =√——Σ(Xi – X)2
在20世紀(jì)40年代以前,一直用σ來(lái)定義(評(píng)估)粉體混合質(zhì)量,,σ值越小,,混合越均勻。然而,,實(shí)踐表明,,這一定義在某些情況下很不精確,誤差較大,。英國(guó)粉體工程權(quán)威N.哈恩貝在其專著“工業(yè)中的混合過(guò)程”(中國(guó)石化出版社1991)說(shuō)過(guò)這樣一句話:“……由樣品中得到的實(shí)踐方差
(σ2)數(shù)值沒(méi)有多大價(jià)值,,除非與極限方差值可以關(guān)聯(lián)”。
4. 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差,,又稱RSD(Relative Standard Deviatio):V V有很多種算法,以下僅提供2個(gè)常用算法,。
算法1:V= ×100%
算法2:V= (×100%)