Порошкообразные (зернистые) тела . Часть 6

Изменение некоторых из этих параметров может на 50—80% и более увеличить или уменьшить значение пористости и насыпного веса порошка. Поэтому встречающиеся нередко данные по объемному (насыпному) весу зернистых материалов без указания их гранулометрического состава, влажности и других условий всегда недостаточно конкретны.

В простейшем случае, когда зерна шарообразны и имеют одинаковый диаметр, каждое из них, в зависимости от характера их пространственного расположения (кубическое, ромбоэдрическое, гексагональное), соприкасается с соседними зернами в 6, 8 или 12 точках, чему соответствует доля свободного пространства между зернами (пористость) от 47,64 до 25,95%.

Эти данные, характеризующие геометрически правильные пространственные расположения абсолютно гладких несжимаемых и сухих шаров, соприкасающихся между собой в отдельных математических точках, естественно, мало отвечают свойствам и поведению реальных кристаллических сыпучих масс. Практически, вследствие неправильной формы и шероховатой поверхности частиц мелкозернистых веществ, а также наличия сил трения и прилипания между ними, нельзя не только получить идеально плотное размещение этих частиц (соответствующее значению свободного пространства Vсв = 25,95%), но и рассчитывать на свободное геометрически правильное их расположение (соответствующее Vсв = 47,64%). В реальных массах составляющие их зерна различно удалены друг от друга: одни из соседних зерен относительно плотно соприкасаются друг с другом, расстояние между другимисоседними зернами весьма невелико и т. д. Неправильность формы и шероховатость зерен реальных масс приводит к тому, что расстояние между различными участками поверхности любого зерн а и поверхностью окружающих его зерен колеблется в самых широких пределах.

Однако, рассматривая каждую мелкозернистую массу, можно говорить о некотором среднем, характеризующем эту массу значении расстояния между поверхностями ее зерен. Эту величину, весьма важную для анализа механизма взаимодействий в смесях твердых веществ, легко определить следующим путем.

Если единица полного объема сыпучей массы состоит из п шарообразных зерен средним диаметром ds и соответственно п пустот средним диаметром dn, составляющих в общем свободное пространство объемом VCB (в долях единицы), то объем собственно частиц равен:

(7)

и объем пустот

Отсюда средний диаметр единичной пустоты dn, или, иначе говоря, среднее расстояние / между зернами,

(9)

Если далее ув — средний удельный вес частицы (зерна), то вес единицы объема зернистого материала, складывающегося из объема частиц и объема межчастичных пор, составит

(10)