[发明专利]一种测定颗粒群形状因子的方法

摘要

一种测定颗粒群形状因子的方法，步骤为：1）建立颗粒群缩合液固反应模型；2）测定固体颗粒群的粒径分布，实现数学表达；进行颗粒群在恒温、恒定溶液浓度的条件下与液体溶液的反应，称重，测定固体颗粒群的消溶率，并通过拟合实现数学表达；3）在颗粒群缩合液固反应模型的基础上，运用测量拟合的数据，计算得到液固两相化学反应的综合化学反应系数k及其变化规律。4）颗粒群形状因子φ约为1时，实验计算得到液固两相化学反应的综合化学反应系数k值即为k0值；5）计算试验计算得到的k值与理论综合化学反应系数k0的比值，即得颗粒群形状因子φ的值；本发明测定方法对于完善固体特征和液固两相反应的理论体系，实现宏观实验数据和化学反应参数的相互关联具有重要的意义。

主权项

一种测定颗粒群形状因子的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：根据固体反应物在流体中的扩散能力和化学反应速率，确定单颗粒的消溶率，单颗粒的消溶率是综合化学反应系数k，反应条件及颗粒初始粒径的函数；在单颗粒消溶的基础上引入颗粒群的粒径分布模型，建立颗粒群缩合液固反应模型，见式（1）； X T ( t ) = ∫ 0 ∞ x ( D , t ) f M ( D , 0 ) dD - - - ( 1 ) 式（1）中：XT(t)是固体颗粒群的消溶率；x(D,t)是单颗粒的消溶速率；fM(D,0)是颗粒群的初始粒径分布函数。步骤2：测定固体颗粒群的粒径分布，并实现数学表达；进行颗粒群在恒温、恒定溶液浓度的条件下与液体溶液的反应，称重，测定固体颗粒群的消溶率，并通过拟合实现数学表达；消溶率XT的定义：在间歇式液固两相反应实验中，定义某一时间段内已参与反应的固体颗粒的质量M′与加入颗粒的质量M的比为消溶率，见式（2）； X T = M ′ M - - - ( 2 ) 步骤3：在步骤1建立的颗粒群缩合液固反应模型的基础上，见式（1），运用步骤2测量拟合的数据，计算得到液固两相化学反应的综合化学反应系数k及其变化规律；实验计算的综合化学反应系数k与理论上综合化学反应系数k0存在差异，实验计算的综合化学反应系数k包含了颗粒群形状因子φ和理论上综合化学反应系数k0，见式（3）；k=φ(D0,t)*k0        （3)式（3）中：k是实验计算的液固两相化学反应的综合化学反应系数；φ(D0,t)是颗粒的形状因子，它为颗粒初始粒径D0和反应时间t的函数；k0是 液固两相化学反应理论综合化学反应系数。步骤4：理论分析知，若固体颗粒为理想球形，颗粒群在恒温、恒定溶液浓度的条件下与液体溶液反应时，液固两相化学反应的理论上的综合化学反应系数k0是一个恒定的值，所以，在长时间反应后的最终阶段，即颗粒群形状因子φ约为1时，实验计算的液固两相化学反应的综合化学反应系数k值，即为理论上的综合化学反应系数k0；步骤5：运用下式计算实验计算的液固两相化学反应的综合化学反应系数k与理论综合化学反应系数k0的比值，即得液固两相反应中颗粒形状因子φ的值，见式（4）。φ(D0,t)=k/k0        （4）