Ketumpatan berkesan mengukur seberapa cekap sesuatu kuantiti, seperti zarah atau tenaga, diagihkan dalam ruang. Konsep ini sering digunakan dalam sains bahan, fizik, dan kajian alam sekitar. Ia menilai bagaimana ketumpatan mempengaruhi tingkah laku dan prestasi sistem. Contohnya, dalam sains bahan, ketumpatan berkesan boleh menjejaskan kekuatan dan kekonduksian. Dalam kajian alam sekitar, ia mungkin berkaitan dengan penyebaran bahan pencemar di udara atau air. Ketumpatan berkesan adalah kunci. Ia membantu untuk mengoptimumkan proses dan bahan reka bentuk untuk memenuhi matlamat prestasi tertentu.
Ketumpatan Benar:
Teori ketumpatan daripada bahan serbuk. Isipadu yang digunakan dalam pengiraan ialah isipadu zarah. Ia tidak termasuk liang terbuka dan tertutup.
Ketumpatan berkesan (ketumpatan terapung):
Nilai ketumpatan yang boleh digunakan dengan berkesan oleh bahan serbuk. Isipadu yang digunakan ialah isipadu zarah. Ia termasuk liang tertutup. Tetapi, ia tidak termasuk isipadu retak, lekukan, dan lubang terbuka pada permukaan zarah. Kaedah ujian ialah: masukkan serbuk ke dalam bekas penyukat. Kemudian, masukkan cecair dan biarkan ia memenuhi liang-liang yang terbuka. Isipadu berkesan ialah isipadu terukur tolak isipadu medium.
Ketumpatan ketara:
Ia dibahagikan kepada ketumpatan pili (Ketumpatan Ketuk, TAP) dan ketumpatan padat. Prinsip ujian TAP ialah: masukkan serbuk ke dalam penguji ketumpatan paip. Kemudian, getar dan putarkannya secara berterusan dengan peranti getaran. Lakukan ini sehingga isipadu sampel tidak lagi berkurangan. Akhir sekali, jisim sampel dibahagikan dengan isipadu selepas pemadatan untuk mendapatkan ketumpatan pili. Prinsip ujian ketumpatan pemadatan adalah ini: daya menekan serbuk. Serbuk bergerak dan berubah bentuk. Jurang mengisi dan kawasan sentuhan zarah tumbuh. Ini membentuk embrio yang ditekan dengan ketumpatan dan kekuatan. Isipadu embrio yang ditekan ialah isipadu pemadatan. Jisim dibahagikan dengan isipadu pemadatan ialah ketumpatan pemadatan.
Umumnya: ketumpatan benar > ketumpatan berkesan > ketumpatan pemadatan > ketumpatan pili.
Kesan saiz serbuk pada ketumpatan
saiz Zarah serbuk mempunyai kesan yang ketara terhadap ketumpatan. Ketumpatan serbuk bergantung pada saiz zarah, taburan, bentuk dan morfologinya. Ini ditunjukkan dalam cara berikut:
Sebagai peraturan, zarah serbuk yang lebih kecil mempunyai ketumpatan paip yang lebih tinggi. Zarah serbuk kecil boleh dibungkus dengan lebih rapat. Ini mengisi lebih banyak ruang dan meningkatkan ketumpatan.
Ketumpatan serbuk dipengaruhi oleh taburan saiz zarahnya. Taburan saiz zarah yang sempit bermakna saiz zarah serbuk adalah serupa. Ini boleh mengurangkan ketumpatan pukal. Mencampurkan serbuk dengan saiz yang berbeza dalam nisbah tertentu boleh menghasilkan ketumpatan pukal yang lebih tinggi.
Bentuk zarah sangat mempengaruhi kecairan serbuk, ketumpatan dan sifat lain. Zarah sfera biasanya mempunyai ketumpatan pili yang lebih besar. Mereka boleh disusun dengan lebih rapat.
Saiz zarah purata yang lebih kecil bermakna morfologi serbuk yang lebih kompleks. Ia juga bermaksud ketumpatan pukal yang lebih tinggi. Ia meningkatkan geseran antara zarah, mengurangkan kecairan dan ketumpatan pukal. Juga, jisim serbuk yang lebih kecil (keliangan zarah) bermakna ketumpatan pukal yang lebih kecil.
