2.1　颗粒污染物的特性

2.1.1　几何特性

在装备流体系统中，固体颗粒的形状与其对系统的危害有着重要的关系，不同形状的颗粒在流体系统中形成的堆积方式、堵塞状态与形成的切削模式等都有很大的差异。

颗粒的形状与颗粒材料的结构和产生颗粒的过程有关，如磨损、破碎、聚结、燃烧等过程所形成的颗粒的形状各不相同。颗粒的形状还会对粒径的测量产生很大的影响。常见的颗粒形状见表2-1。

颗粒的形状有规则的和不规则的。规则的颗粒有球状、正方体状等，表面光滑的球形颗粒的粒径就是球的直径。颗粒的大小用粒径来表征。非球体或表面不光滑的颗粒被称为不规则形颗粒，有片状、针状、纤维状等，其粒径的表征就比较复杂，大致可分为相当球直径、相当圆直径和统计直径等。表2-2列出了几种表征不规则形颗粒粒径的方法。

2.1.2　粒径和分布

2.1.2.1　颗粒的粒径

颗粒的粒径是以单个颗粒为对象，表征单颗粒几何尺寸的大小，颗粒的粒径是颗粒占据空间大小的尺度，它可以小到几个纳米，也可以达到几千微米。表2-3给出了常见粉尘和烟雾颗粒的大小。

2.1.2.2　颗粒的粒度（分布）

颗粒的粒度是以颗粒群为对象，表征所有颗粒在总体上几何尺寸大小的概念。颗粒群或颗粒系是由许多颗粒组成的。如果组成颗粒群的所有颗粒具有相同或近似相同的粒径，则称该颗粒群为单分散的颗粒。当颗粒群由大小不一的颗粒组成时，则称该颗粒群为多分散的颗粒。颗粒群尺寸，即粒径分布是指组成颗粒群的所有颗粒尺寸大小的分布规律。

粒径分布有单峰分布和多峰分布，见图2-1所示。

表达颗粒粒径分布的方法有：颗粒数分布（N）、颗粒体积（V）或质量分布。颗粒数分布与体积分布的关系见式（2-1）。从式（2-1）中可知，颗粒的体积是直径（D）的3次方，因此，少量的大颗粒可对体积分布状况产生很大的影响。

　　 （2-1） 　　

式中，V，颗粒体积（质量）分布；N，颗粒数分布；D，颗粒的直径。

上述两种分布又分为频率分布（频度分布）和累积分布。频率分布是指落在某个尺寸范围内的颗粒数或颗粒体积（质量）占总量的百分率。累积分布是指大于或小于某一尺寸的颗粒数或体积（质量）占总量的百分率。

2.1.3　污染度与颗粒度的关系

2.1.3.1　污染度

污染度即固体颗粒污染度，是指单位容积工作液中不同粒径的固体污染物的含量。

随着流体系统污染控制技术的不断提高，固体污染度这个量值越来越得到了广泛的认知和普及。为了使人们使用共同的评价标准对流体污染程度进行准确、统一的描述和评定，国际上制定了“流体污染度分级”国际标准，我国也制定了相应的国家标准和国家军用标准。这些标准均是根据各尺寸段颗粒的数量多少将污染度划分为若干个等级。有了污染度分级标准就可以按照规定收集、测试、分析和评定工作液污染度等级了。

2.1.3.2　颗粒度

颗粒度是所有颗粒物质粒度分布的简称，其物理意义是以粒径大小与尺寸分布量值来表征颗粒群的特征。它包含粉体颗粒度、气含颗粒度、液含颗粒度等。

2.1.3.3　污染度与颗粒度的关系

污染度和颗粒度都是颗粒群的数学表象，但两者在工程应用中是不同的，主要区别如下。

（1）颗粒度赋予了计量学的概念；污染度则是表征了流体品质的一种工程测量特性量。

（2）颗粒度表征的颗粒分布可能是单分散的，也可能是多分散的；污染度表征的颗粒分布一定是多分散的。

（3）颗粒度的同一量值，针对不同的等级标准，其污染度水平未必是相同的；同一污染度水平的液样，其颗粒度的具体量值也可能是不一样的。

（4）颗粒度量值所表述的颗粒粒径可以是表2-2中的某一定义直径；污染度量值所表述的颗粒粒径根据不同的污染度等级标准，表征的是颗粒的投影等效圆直径或投影最大弦长。

（5）颗粒度是用颗粒群分布来解析的；污染度则是用单位体积内的粒径大小与颗粒数量、重量或以标准规定的相应等级来表示。