Определяем коэффициент неоднородности и эквивалентный диаметр

Описание, как рассчитывать данные показатели, изложено в ГОСТ 51641-2000. В данной статье мы на простом примере разберем как, не изучая много теоретического материала, посчитать данные показатели, имея гранулометрический рассев кварцевого песка или иного фильтрующего зернистого материала.

Для этого нам понадобится миллиметровая бумага для построения графика с большей точностью, если таковой нет, то с определенной погрешностью подойдет лист в клеточку.

Также нужно иметь рассев (гранулометрический состав), который часто можно найти в паспорте качества на отгружаемую продукцию. Свой пример мы будем строить на фракции 0,63-1,2 мм.

Для начала мы сделали рассев данной фракции на ситах с квадратной ячейкой, сита мы выбирали с шагом в 1-2 десятых доли мм для большей точности.

Размер, мм	Дно	0,4	0,5	0,63	0,7	0,8	0,9	1	1,1	1,2	Итого
Частные остатки	-	0,3	1,7	3,7	18,4	59,5	12,1	4,0	0,3	-	100,0

Определяем эквивалентный диаметр

Для определения Эквивалентного диаметра нужно значение частного остатка разделить на размер сита для этого остатка, и сложить по сумме получившиеся результаты. В нашем примере, это (0,3/1,1+4,0/1+12,1/0,9+59,5/0,8+18,4/0,7+3,7/0,63+1,7/0,5+0,3/0,4) = 128,4. Далее нужно 100/128,4=0,77. Соответственно Эквивалентный диаметр для фракции 0,63-1,2 мм с данными частными остатками равен 0,77 мм.

Коэффициент неоднородности

Чтобы определить коэффициент неоднородности нужно определить полные остатки на основе частных остатков. Для этого в данном примере, найдя первое сито с частным остатком, прировнять значение полного к частному. В нашем случае полный остаток на сите 1,1 прировнять к частному остатку на этом же сите. Далее полный остаток на сите 1 будет равен сумме полного остатка сита 1,1 – это 0,3 + частный остаток на сите 1 – это 4, итого получается 4,3. И так далее. Правильность расчетов легко проверить, на последнем сите с частным остатком, полный остаток должен ровняться 100, если все верно посчитано.

Размер, мм	Дно	0,4	0,5	0,63	0,7	0,8	0,9	1	1,1	1,2	Итого
Частные остатки	-	0,3	1,7	3,7	18,4	59,5	12,1	4,0	0,3	-	100,0
Полные остатки	100,0	100,0	99,7	98,0	94,3	75,9	16,4	4,3	0,3	-

Далее, последний этап расчетов с остатками, это получение на основании полных остатков величины прохода, это значит сколько через конкретное сито прошло материала. Разберем на примере в таблице.

Размер, мм	Дно	0,4	0,5	0,63	0,7	0,8	0,9	1	1,1	1,2	Итого
Частные остатки	0	0,3	1,7	3,7	18,4	59,5	12,1	4,0	0,3	0	100,0
Полные остатки	100,0	100,0	99,7	98,0	94,3	75,9	16,4	4,3	0,3	0
Проход	0	0	0,3	2,0	5,7	24,1	83,6	95,7	99,7	100,0

Итак, как определить проход, зная полные остатки.
В нашем примере на верхнем сите 1,2 нет полных остатков, то есть не содержится там песка. Значит через это сито прошло все 100% песка. Значит проход равен 100%. По формуле значение прохода на конкретном сите = 100%-значение полного остатка на этом сите. Значит на сите 1,1 проход равен 100-0,3=99,7 и так далее пока не будет 100-100% полного остатка, а нашем примере на 0,4 сите проход будет равен 0.

Строим график

Далее нам нужно построить график на миллиметровой бумаге или листе в клетку, но с большей погрешностью. Мы будем строить по первому варианту. Как на рисунке ниже откладываем ось Х – горизонтальную ось и ось У – вертикальную ось по 10 см каждую. Вертикальную ось с шагом в 1 см подписываем 10, 20 и так до 100%. У нас получилось по таблице 9 сит со значениями прохода, начиная от 0,4 до 1,2 мм. Все 9 мы подписываем на горизонтальной оси от меньшего слева к большему справа.

И откладываем точки соответствия значения прохода в % на вертикальной оси с точкой на горизонтальной оси в мм. Далее соединяем линией полученные 9 точек и получается график. Теперь нам нужно для значения прохода равному 10 и 80% провести перпендикуляр, какому значению в мм соответствует эта точка на графике. В нашем примере получилось для 80% прохода это 0,89 мм и для 10% прохода это 0,73 мм.

Теперь для расчета Коэффициента неоднородности нужно разделить значения полученных пересечений графиков для 10 и 80%. Кн=80%/10%=0,89/0,73=1,22.

Итак,  нам удалось разобраться как посчитать для фракции 0,63-1,2 мм Эквивалентный диаметр = 0,77 мм и Коэффициент неоднородности= 1,22. Далее, изучив данную методику – как сухую выжимку из ГОСТ Р 51641-2000, вы сможете легко определять данные показатели самостоятельно для любой фракции, зная ее гранулометрический состав.