颗粒沉降速度？ 氯碱考题第38期第3题 3、沉降速率与悬浮颗粒的直径平方成正比（ ）答案：对。 我个人认为这个说法有待商榷，流体中颗粒沉降是基于颗粒受重力，浮力和阻力共同作用的结果，根据牛顿第二定律可以列出受力方程式： F g -F b -F d =ma 其中 重力 F g =πd 3 ρ s g/6 浮力 F b =πd 3 ρg/6 阻力 F d = ζAρu 2 /2 ζ——阻力系数 量纲为1的数群 A——颗粒在垂直于其运动方向的平面上的投影 ρ，ρ s ——流体密度，固体颗粒密度 u——颗粒相对于流体的降落速度 颗粒在这个过程中做的是加速度减小的变加速运动，最终加速度变为零，而其沉降速度也达到最大，又因为颗粒的体积较小，比表面积较大，因此阻力在很短的时间内就与颗粒受到的净重力平衡，也就是说颗粒做变加速运动的时间很短， 当a=0是 沉降速度： u t =[4gd(ρ s -ρ)/3ζρ] 0.5 阻力系数ζ是颗粒与流体相对运动是的雷诺数Re t 的函数 Re t 和ζ的关系可以大致分为三个区， 1、层流区：Re t 在(10 -4 ～1)之间 ζ=24/Re t 相应可以得出颗粒自由沉降速度的公式u t =d 2 （ρ s -ρ）g/18μ 2、过渡区：Re t 在(1～10 3 )之间 ζ=18.5/（Re t ） 0.6 ……u t =0.27（d（ρ s -ρ）g（Re t ） 0.6 /ρ） 0.5 3、湍流区、Re t 在(10 3 ～2×10 5 )之间 ζ=0.44 ……u t =1.74（d（ρ s -ρ）g/ρ） 0.5 通过上面这些公式我们可以简单的看出，在层流区即颗粒和流体的相对运动速度很小的时候，颗粒与流体相对运动时的雷诺数较小，流体的沉降速度与颗粒直径的平方是成正比关系的，在过渡区和湍流区，因为颗粒和流体之间的相对速度较大，我们可以想到其实并不是颗粒的绝对沉降速度很大，而是流体的流动速度较大，从而使得流体和颗粒之间的相对速度较大，这时候颗粒的沉降速度与颗粒直径的平方就没有正比关系了。 其实这也就不难理解为什么澄清桶设计的时候都是采用较大的直径，使得盐水上升速度在0.5m/H左右，使盐水和固体颗粒之间相对运动的雷诺数处在层流区内，这时候增大颗粒的直径是最有效的加快颗粒沉降的手段。 明白了过渡区和湍流区的意义，也就不难理解为什么盐水流量大的时候会导致澄清桶返混了。 上述观点来源于个人对化工原理非均相物系分离和固体流态化一章部分内容的理解，不对的地方请盖德各位大侠斧正。 # hcbbs 查看更多3个回答 . 2人已关注
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