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顆粒學(xué)知識(shí)

更新時(shí)間:2020-11-19點(diǎn)擊次數(shù):1753

顆粒學(xué)是一門(mén)跨學(xué)科、多學(xué)科和交叉學(xué)科的學(xué)問(wèn),由大量的基礎(chǔ)科學(xué)和許多相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)組成。自然界中多數(shù)固體都是以顆粒形態(tài)存在,如土壤、沙子、灰塵。人們的食物通常也是顆粒物,如大米、小麥、大豆、食鹽、蔗糖。人工制品,諸如煤粉、催化劑、水泥、肥料、顏料、藥品,大部分都呈粉末狀態(tài)。和這些物質(zhì)相關(guān)的基本現(xiàn)象的研究不但對(duì)環(huán)保、人類健康非常重要,且對(duì)化工、冶金、能源和輕工業(yè)也同樣提供科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。顆粒學(xué)涉及顆粒的測(cè)量和標(biāo)定,顆粒的形成與團(tuán)聚,顆粒與氣、液的分離,固體顆粒的輸送,流態(tài)化,破碎,團(tuán)球,氣溶膠等諸多科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題。

一、顆粒、粉體、粒度的定義

顆粒:在一尺寸范圍內(nèi)具有特定形狀的幾何體。這里所說(shuō)的一尺寸一般在毫米到納米之間,顆粒不僅指固體顆粒,還有霧滴、油珠等液體顆粒。

粉體:由大量的不同尺寸的顆粒組成的顆粒群。

粒度:顆粒的大小叫做顆粒的粒度。

粒度分布:用特定的儀器和方法反映出的不同粒徑顆粒占粉體總量的百分?jǐn)?shù)。有區(qū)間分布和累計(jì)分布兩種形式。區(qū)間分布又稱為微分分布或頻率分布,它表示一系列粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量。累計(jì)分布也叫積分分布,它表示小于或大于某粒徑顆粒的百分含量。

二、粒徑和等效粒徑

粒徑就是顆粒直徑。這概念是很簡(jiǎn)單明確的,那么什么是等效粒徑呢,粒徑和等效粒徑有什么關(guān)系呢?我們知道,只有圓球體才有直徑,其它形狀的幾何體是沒(méi)有直徑的,而組成粉體的顆粒又絕大多數(shù)不是圓球形的,而是各種各樣不規(guī)則形狀的,有片狀的、針狀的、多棱狀的等等。這些復(fù)雜形狀的顆粒從理論上講是不能直接用直徑這個(gè)概念來(lái)表示它的大小的。而在實(shí)際工作中直徑是描述一個(gè)顆粒大小的*直觀、*簡(jiǎn)單的一個(gè)量,我們又希望能用這樣的一個(gè)量來(lái)描述顆粒大小,所以在粒度測(cè)試的實(shí)踐中的我們引入了等效粒徑這個(gè)概念。

等效粒徑是指當(dāng)一個(gè)顆粒的某一物理特性與同質(zhì)的球形顆粒相同或相近時(shí),我們就用該球形顆粒的直徑來(lái)代表這個(gè)實(shí)際顆粒的直徑。那么這個(gè)球形顆粒的粒徑就是該實(shí)際顆粒的等效粒徑。

三、沙塵暴、揚(yáng)塵、浮塵的定義

浮塵:而浮塵是由于遠(yuǎn)地或本地產(chǎn)生沙塵暴或揚(yáng)沙后,塵沙等細(xì)粒浮游空中而形成,俗稱“落黃沙”,出現(xiàn)時(shí)遠(yuǎn)方物體呈土黃色,太陽(yáng)呈蒼白色或淡黃色,能見(jiàn)度小于10公里。

揚(yáng)塵:揚(yáng)沙與沙塵暴大多在冷空氣過(guò)境或雷雨、颮線影響時(shí)出現(xiàn),北方都是在春季容易出現(xiàn)。所不同的是揚(yáng)沙天氣風(fēng)較大,影響的能見(jiàn)度在1-10公里;而沙塵暴風(fēng)很大,能見(jiàn)度小于1公里。

沙塵暴:由強(qiáng)風(fēng)將地面大量沙塵吹起,使空氣渾濁,水平能見(jiàn)度小于1千米的天氣現(xiàn)象。

強(qiáng)沙塵暴:能見(jiàn)度小于200米,風(fēng)速大于20米/秒,9級(jí)以上。

特強(qiáng)沙塵暴:能見(jiàn)度小于50米,風(fēng)速大于25米/秒,10級(jí)以上。

四、沙塵暴的危害方式

沙埋——以風(fēng)沙流的形式將農(nóng)田、渠道、房屋、道路、草場(chǎng)等淹埋。

風(fēng)蝕——刮走農(nóng)田表層沃土,使農(nóng)作物的根系外露,甚至連苗刮走。

大風(fēng)襲擊——損毀建筑、樹(shù)木,造成人員傷亡,刮斷、刮倒通信電力設(shè)施,引起火災(zāi)。

污染大氣環(huán)境——空氣渾濁,嚴(yán)重污染環(huán)境。

威脅安全——可造成機(jī)場(chǎng)關(guān)閉及引發(fā)各種交通事故。

五、沙塵暴發(fā)生必須具備的條件

1、豐富的沙源是形成沙塵暴的物質(zhì)基礎(chǔ);

2、大風(fēng)是不可少的動(dòng)力條件;

3、不穩(wěn)定大氣有利于強(qiáng)對(duì)流的發(fā)生和發(fā)展,加強(qiáng)對(duì)流性天氣過(guò)程。

六、近年來(lái)沙塵暴天氣頻繁發(fā)生的成因

1、氣候變化:在厄爾尼諾年,冬春季大風(fēng)天氣較少,而在拉尼娜年,大風(fēng)天氣出現(xiàn)頻繁。

2、降水和溫度狀況:降水稀少,氣溫偏高。

3、土壤植被狀況:總面積達(dá)數(shù)百萬(wàn)平方公里的沙漠戈壁是中國(guó)沙塵暴天氣發(fā)生的主要源區(qū)。

4、人類活動(dòng): 人類活動(dòng)對(duì)土地和水資源的不合理利用造成了大面積植被破壞和荒漠化,導(dǎo)致地表裸露土質(zhì)松散,為沙塵暴的發(fā)生提供了更豐富的沙源。加劇了沙塵暴天氣的發(fā)生。

七、應(yīng)該采取的措施

1、重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)和治理,恢復(fù)林草植被,固沙治本,退沙還林,防止土地沙化的進(jìn)一步擴(kuò)展。

2、針對(duì)沙塵天氣和北方天氣的特點(diǎn),建立現(xiàn)代化的沙塵暴天氣監(jiān)測(cè)及北方災(zāi)害性天氣的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、警報(bào)服務(wù)系統(tǒng)。

3、加強(qiáng)沙塵暴的研究,利用現(xiàn)代化遙感技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè),加強(qiáng)預(yù)防,同樣可以減少沙塵暴造成的災(zāi)害。

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