文档介绍：颗粒堆积构造特性
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第3单元 填充层结构与粉体层静力学（6学时）
[知 识 点]
颗粒堆积特性及表达；
均一球堆积；
异径填充；
粉体层静力学；
[重 点]
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松密度与振实密度的测定
将粉体装入容器中所测得的体积包括粉体真体积、粒子内空隙、粒子间空隙等。
测量容器的形状、大小、物料的装填速度及装填方式等均影响粉体体积。
不施加外力时所测得的密度为最松松密度，施加外力而使粉体处于最紧充填状态下所测得的密度是最紧松密度。
最终振荡体积不变时测得的振实密度即为最紧松密度。
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粉体的填充性是粉体集合体的基本性质，在粉体的填充过程中具有重要意义。
填充性可用松比容(specific)、松密度(bulk density)、空隙率(porosity) 、空隙比(void ratio) 、充填率(packing fraction) 、配位数(coordination number)来表示。
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密度测定仪器
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空隙率（porosity）
空隙率（porosity）是粉体层中空隙所占有的比率。
粒子内孔隙率
内=Vg-Vt/Vg =1-g/t
粒子间孔隙率
间=V-Vg/V = 1- b/g
总孔隙率
总= V -Vt/V =1- b/t
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压缩度( compressibility)
C=(ρf - ρ0)/ ρf ×100%
式中， C为压缩度；ρ0为最松密度；ρf为最紧密度。
压缩度是粉体流动性的重要指标，其大小反映粉体的凝聚性、松软状态。
压缩度20%以下流动性较好。压缩度增大时流动性下降。
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容器中轻轻加入粉体后给予振荡或冲击时，粉体层的体积减少。
充填速度可由久野方程和川北方程分析。
久野方程: n/C=1/ab+n/a
川北方程: ln(ρf- ρn)=-kn+ln(ρf-ρ0)
式中， ρ0 、ρn 、ρf 分别表示最初(0次)，n次，最终(体积不变)的密度；C为体积的减少度，C=(V0-Vn)/ V0 ； a为最终的体积减少度，a值越小流动性越好；k、b为充填速度常数，其值越大充填速度越大，充填越容易。
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颗粒的装填方式影响到粉体的体积与空隙率。
粒子的排列方式中最简单的模型是大小相等的球形粒子的充填方式。
Graton-Fraser模型
球形颗粒规则排列时，最少接触点6个，其空隙率最大（%）.最多接触点12个，其空隙率最小（26%)
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球粒的规则排列主要有正方形排列层和单斜方形排列层或六方形排列层。
不同的排列，出现不同的空隙率，配位数等。空隙率有最大值，也有最小值。
但是最密排列是唯一的。
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定义:
某一个颗粒接触的颗粒个数。
配位数分布
粉体层中各个颗粒有着不同的配位数，用分布来表示具有某一配位数的颗粒比率时，该分布称为配位数分布。
接触点角度分布
将与观察颗粒相接的第一层颗粒的接触点位置，以任意设定的坐标角度表示的分布。
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（Smish实验）
（1）空隙率比较大时，配位数分布接近正态分布；
（2）随着空隙率减小，趋近于最密填充状态的配位数。
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Smith实验
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Smith实验
平均配位数为:
式中x为六方最密填充的比例数
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Smith实验
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（1）.小颗粒粒径越小，配位数越大，空隙率越小，填充率越大。
（2）.大小颗粒比例不同，填充率有变化，且会出现最大值。
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两种不同粒度的混合计算
设密度ρ1的大颗粒单独填充时的空隙率为ε1，如将密度ρ2，空隙串ε2的小颗粒填充到大颗粒的空隙中，则填充体单位体积大小颗粒的质量分别为Wl,W2
当同种材质时：
，Z=
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——最密填充理论