2.2.1. Суть методу та опис приладу псх-2. Робоча формула

На рис. 2.7 приведено схему приладу для визначення питомої поверхні дисперсних матеріалів типу ПСХ-2, суть методу вимірювань з його використанням полягає в слідуючому. Порошки можна розглядати як дисперсні системи, дисперсійним середовищем в яких є повітря. Дисперсність порошків контролюють за площею питомої поверхні S₀ і зерновим складом, як це було розглянуто спочатку при розгляді седиментаційного методу. Відносно визначення питомої поверхні дисперсних матеріалів поширено метод, який застосований на вимірюванні опору, що чинить шар досліджуваного матеріалу повітрю, який через цей шар проходить. Просмоктування повітря тим важче, чим дрібніший порошок.

Рис. 2.7. Схема поверхнеміра

Конструкція приладу для визначення питомої поверхні S₀ дисперсних речовин приведена на рис. 2.7 і складається із кювети - 1, плунжера - 2, манометра - 3, крана - 4 і гумової груші - 5, сполучених між собою.

Кювета виготовлена у вигляді гільзи і призначена для заповнення досліджуваним зразком - 6. На дно кювети і зверху зразка потрібно помістити по одній прокладці, попередньо визначеної товщини, для запобігання втрати матеріалу через отвори у гільзі та на плунжері. Матеріал прокладок підбирається таким, щоб через його поверхню не проходили частинки диспергованого матеріалу і в той же час він не чинив опір повітрю. Ущільнення матеріалу здійснюється за допомогою плунжера, всередині якого є отвір - 7, що сполучає нижню перфоровану частину - 8 із атмосферою. Внутрішній діаметр кювети і зовнішній діаметр плунжера можуть відрізнятись один від одного не більше, ніж на 0,1 мм. Досліджуваний зразок розміщають в кюветі, як зазначалось на прокладку, над перфорованим диском - 9. Манометр виготовлений із каліброваної скляної трубки діаметром 5 мм і висотою 300 мм, сполучений із нижнім резервуаром для манометричної рідини (дистильованої води) - 13. На шкалі манометра нанесено по дві пари рисок - верхня - 10 для вимірювання часу опускання меніска рідини при вимірюванні питомої поверхні тонкодисперсного матеріалу, а нижня - 11 відповідно при грубому помелу речовини, позначка на шкалі "О" - 12 відповідає нормальному заповненню рідини в манометрі.

За допомогою гумової груші створюється розрідження в системі (кран - 4 знаходиться в положенні "відкрито"), під'єднаної до кювети із зразком, при цьому відбувається заповнення верхнього резервуару - 14 манометричною рідиною, після чого кран перекривається. З часом, внаслідок проходження повітря через зразок, відбувається поступове спорожнення верхнього балона: рідина в манометрі опускається до вихідного положення. За допомогою секундоміра вимірюється час проходження меніска між певною парою рисок (1 – 2) або (3 – 4)  значення якого використовується при розрахунку питомої поверхні S₀.

Величину питомої поверхні S₀ дисперсної речовини розраховують за формулою:

(2.10)

де К - стала приладу, яка для дрібнозернистих зразків K_1-2 =23,1 (верхня пара рисок), а для крупнозернистих зразків K_3-4 = 9,0 (нижня пара рисок) - паспортні дані відкаліброваного поверхнеміра ПСХ-2; - час проходження меніска рідини між парою вибраних рисок на манометрі, с; m – наважка досліджуваного матеріалу, г; М - величина, яка залежить від висоти шару дисперсної речовини L (см), поміщеної в гільзу приладу (кювету) і динамічної в'язкості повітря  (пз) при температурі проведення досліду.

Наважка досліджуваного зразка визначається із співвідношення:

(2.11)

де  - густина досліджуваного матеріалу (г/см³).

Значення істинної густини речовини досліджуваного зразка  визначається пікнометричним методом і розраховується за формулою:

(2.12)

де m₁ - маса сухого пікнометра, г; m₂ - маса пікнометра із інертного до матеріалу зразка рідиною, г; m₃ - маса сухого пікнометра із зразком, г; m₄ - маса пікнометра із зразком і рідиною, г.

Встановлено співвідношення для визначення величини М :

(2.13)