通过蒙特卡洛模型确定了热熔涂层的颗粒内和颗粒间涂层均匀性以及最小涂层用量

《Powder Technology》：Intra- and interparticle coating homogeneity and minimum coating amount of hot melt coating products identified by Monte Carlo-Model

核桃冲击破碎中裂纹分支分形特征与水分含量的关联性研究。通过单粒子冲击试验和图像处理技术，量化裂纹分支系数（CBC）及碎片尺寸分布（FSD），发现水分含量（MC）存在阈值（15.72%）决定破碎机制，低于或高于该值时CBC和FSD呈规律性变化，并建立线性关系模型。

　　本文研究了核桃在收获和加工过程中不可避免的破碎现象，重点探讨了水分含量（MC）对核桃冲击破碎行为的影响，以及裂纹分支分形特性与破碎尺寸分布之间的关系。核桃作为一种具有空心薄壳结构的颗粒，其在受到外力冲击时表现出复杂的破碎行为，这种行为不仅影响核桃的物理性质，还可能对其质量造成损害。因此，了解和调控这种破碎机制对于提高加工效率和保持产品品质具有重要意义。

在研究过程中，采用了单颗粒冲击破碎试验的方法，对不同水分含量的核桃样本进行实验分析，以探讨水分含量如何影响裂纹分支的不规则性及破碎尺寸分布。通过图像处理技术和分形理论，量化了裂纹分支的不规则性，并利用图像处理技术和蒙特卡洛算法分析了破碎颗粒的形态及尺寸分布。研究结果表明，裂纹分支系数（CBC）和对数正态分布函数可以分别描述裂纹分支的不规则性和破碎尺寸分布。水分含量对CBC和FSD的影响显著，且存在一个临界水分含量值，即15.72%，该值决定了核桃的破碎机制。当水分含量低于或高于这一临界值时，CBC分别从1.17增加到1.83和1.86，从而导致FSD呈现出一致的变化趋势，即破碎颗粒尺寸减小，尺寸跨度变窄。此外，基于水分含量，建立了CBC与FSD特征参数之间的线性函数关系，进一步验证了水分含量在调控FSD演变中的主导作用。

通过这项研究，不仅揭示了裂纹分支分形特性在颗粒破碎形成过程中的关键作用，还为理解空心薄壳颗粒在冲击破碎过程中的形成和变化提供了新的视角。研究发现，裂纹分支的不规则性对FSD的形成具有重要影响，而水分含量则是影响这一过程的重要因素。这表明，在实际加工过程中，合理控制水分含量可以有效调节裂纹分支的不规则性，从而优化破碎尺寸分布，减少对核桃内核的损伤，提高破碎效率。

此外，研究还指出，裂纹分支的不规则性与破碎尺寸分布之间存在紧密联系，这种联系在以往的研究中往往被忽略。多数研究在分析颗粒破碎行为时，假设裂纹分支保持一致，而实际上，裂纹分支的不规则性在破碎过程中起着决定性作用。例如，裂纹分支的复杂性可以影响破碎颗粒的大小和分布，而水分含量的变化则可能改变裂纹分支的形态，从而影响最终的破碎效果。因此，对裂纹分支不规则性的深入研究，有助于更全面地理解颗粒破碎的形成机制。

在实验方法方面，本文采用落锤冲击试验，通过图像处理技术对裂纹分支进行量化分析，并利用蒙特卡洛算法对破碎尺寸分布进行统计分析。实验结果表明，裂纹分支的不规则性可以通过分形理论进行描述，而破碎尺寸分布则可以通过对数正态分布函数进行拟合。这种分析方法不仅提高了对核桃破碎行为的理解，还为其他具有类似结构的颗粒提供了可借鉴的研究思路。

研究还发现，水分含量对核桃的破碎行为具有显著影响。在水分含量较低时，核桃的脆性较高，容易在受到冲击时产生较为集中的裂纹分支，从而导致破碎颗粒尺寸较小，尺寸分布较窄。而在水分含量较高时，核桃的脆性降低，裂纹分支更加分散，破碎颗粒尺寸较大，尺寸分布较宽。这种变化趋势表明，水分含量在调节核桃的破碎机制中起着关键作用，同时也为优化破碎设备的设计和操作提供了理论依据。

在实验过程中，通过对比不同水分含量的核桃样本，可以更直观地观察水分含量对裂纹分支和破碎尺寸分布的影响。例如，当水分含量低于临界值时，裂纹分支更加集中，破碎颗粒的尺寸分布呈现出明显的偏态，而当水分含量高于临界值时，裂纹分支更加分散，破碎颗粒的尺寸分布则更加均匀。这种变化趋势不仅反映了水分含量对核桃破碎行为的调控作用，还为理解核桃在不同环境下的破碎机制提供了新的视角。

此外，研究还指出，裂纹分支的不规则性与破碎尺寸分布之间存在复杂的相互作用关系。裂纹分支的分形特性可以影响破碎颗粒的大小和分布，而破碎颗粒的尺寸分布又可能反过来影响裂纹分支的形态。这种相互作用关系表明，在实际加工过程中，裂纹分支的不规则性是影响破碎效果的重要因素，因此，对裂纹分支不规则性的深入研究对于优化破碎设备的设计和操作具有重要意义。

本文的研究成果不仅有助于深入理解核桃在冲击破碎过程中的行为机制，还为相关破碎控制技术的发展提供了理论支持。通过分析裂纹分支的不规则性及破碎尺寸分布，可以更有效地调控核桃的破碎过程，减少对内核的损伤，提高破碎效率。此外，研究还表明，水分含量是影响裂纹分支不规则性及破碎尺寸分布的关键因素，因此，在实际应用中，合理控制水分含量可以有效改善核桃的破碎效果。

综上所述，本文通过实验研究和理论分析，揭示了水分含量对核桃冲击破碎行为的影响机制，以及裂纹分支分形特性与破碎尺寸分布之间的关系。研究结果表明，水分含量的临界值对核桃的破碎机制具有决定性作用，而裂纹分支的不规则性则是影响破碎尺寸分布的重要因素。这些发现不仅为核桃的加工和储存提供了理论依据，还为其他具有类似结构的颗粒的破碎研究提供了参考。通过深入理解这些机制，可以进一步优化破碎设备的设计，提高加工效率，减少产品损伤，从而提升核桃的整体质量。