将？、Re计算式代入沉降速度基本方程式中，得各区域内 沉降速度公式： 滞流区：u,= d2(Ps-P)g 斯托克斯公式 10-4<Re,<1 18μ 过渡区：u=0.27 d(P.-)Re 艾伦公式 1<Re,<l0 Q 湍流区：u,=1.74 d(ps-p)g 牛顿公式 103<Re,<2×10 〖说明】 >滞流区：由流体粘性引起的表面摩擦阻力居主要地位。μ个，u↓ 湍流区：流体在颗粒尾部出现边界层分离而形成漩涡，故形体阻力居主要地 位，对u影响很小。 过渡区：表面摩擦力和形体阻力均不可忽略 >上式满足条件(1)容器相对颗粒直径大得多(100倍以上) (2)颗粒不可过细，否则出现布朗运动(d>2μm) >适用条件(1)颗粒静止，流体运动 (2)颗粒运动，流体静止 (3)颗粒流体作相反方向运动 (4)颗粒、流体作相同方向运动，但速度不同
将ζ、Ret计算式代入沉降速度基本方程式中，得各区域内 沉降速度公式： 5 t s 3 t 3 t 0.6 t s t t s 4 2 t 10 Re 2 10 d( )g u 1.74 Re 1 Re 10 d( )g u 0.27 10 Re 1 18 d ( )g u − = − = − = − 湍流区： 牛顿公式 过渡区： 艾伦公式 滞流区： 斯托克斯公式 〖说明〗 ➢滞流区：由流体粘性引起的表面摩擦阻力居主要地位。μ↑，ut↓ 湍流区：流体在颗粒尾部出现边界层分离而形成漩涡，故形体阻力居主要地 位，μ对ut影响很小。 过渡区：表面摩擦力和形体阻力均不可忽略 ➢上式满足条件(1)容器相对颗粒直径大得多(100倍以上) (2)颗粒不可过细，否则出现布朗运动(d>2μm) ➢适用条件(1)颗粒静止，流体运动 (2)颗粒运动，流体静止 (3)颗粒流体作相反方向运动 (4)颗粒、流体作相同方向运动，但速度不同
3.3.1.3影响沉降速度的因素 1.颗粒直径的影响 由式Stokes公式、Allen公式、Newton公式可看出，颗粒 直径对沉降速度有明显影响，但在不同的区域，其影响不同： 滞流区，ut心d2;过渡区ut∝d1.143;湍流区u4∝d0.5 。即随着 Ret的增加，其影响减弱，在生产中对小颗粒的沉降采用添加絮 凝剂来加速沉降。 2.粘度的影响 在滞流区，阻力主要来自于流体粘性引起的表面摩擦力； 在湍流区，流体粘性对沉降速度已无影响，此时由流体在颗粒 尾部出现的边界层分离所引起的形体阻力占主导作用。在过渡 区，摩擦阻力和形体阻力都不可忽略。因沉降多在滞流区进行 故降低粘度对操作有利，对悬浮液的沉降过程应设法提高温度 而对含尘气体的沉降应降低气体温度
3.3.1.3 1. 由式Stokes公式、Allen公式、Newton公式可看出，颗粒 直径对沉降速度有明显影响，但在不同的区域，其影响不同： 滞流区，ut∝d2；过渡区ut∝d1.143；湍流区ut∝d0.5 。即随着 Ret的增加，其影响减弱，在生产中对小颗粒的沉降采用添加絮 凝剂来加速沉降。 2.粘度的影响 在滞流区，阻力主要来自于流体粘性引起的表面摩擦力； 在湍流区，流体粘性对沉降速度已无影响，此时由流体在颗粒 尾部出现的边界层分离所引起的形体阻力占主导作用。在过渡 区，摩擦阻力和形体阻力都不可忽略。因沉降多在滞流区进行， 故降低粘度对操作有利，对悬浮液的沉降过程应设法提高温度， 而对含尘气体的沉降应降低气体温度
3.干扰沉降的影响 当颗粒体积浓度较高时，由于颗粒间的相互作用，颗粒沉降 的彼此影响称为干扰沉降（在悬浮液中的干扰沉降称为沉聚过程）。 干扰沉降中颗粒周围流体的速度梯度受到邻近粒子的影响，使其 所受阻力发生变化；颗粒沉降产生的对流体的置换作用将引起流 体的向上流动，使其绝对沉降速度减小；由于流体中含有颗粒使 其有效密度和粘度增加而使沉降速度降低。总的结果是使颗粒的 沉降速度减小，一般设计时应通过实验测定其表观沉降速度 u(表示清液层相对器壁的移动速度)作为计算依据。 在实际沉降操作中，影响沉降速度的因素有： (1)流体的粘度 (2)颗粒的体积浓度 u t= (3)器壁效应 1+2.18) (4)颗粒形状的影响 颗粒在流体中沉降时，所受到的阻力除与运动Rt有关外，还与其形状有关
3.干扰沉降的影响 当颗粒体积浓度较高时，由于颗粒间的相互作用，颗粒沉降 的彼此影响称为干扰沉降(在悬浮液中的干扰沉降称为沉聚过程)。 干扰沉降中颗粒周围流体的速度梯度受到邻近粒子的影响，使其 所受阻力发生变化；颗粒沉降产生的对流体的置换作用将引起流 体的向上流动，使其绝对沉降速度减小；由于流体中含有颗粒使 其有效密度和粘度增加而使沉降速度降低。总的结果是使颗粒的 沉降速度减小，一般设计时应通过实验测定其表观沉降速度 u0 (表示清液层相对器壁的移动速度)作为计算依据。 在实际沉降操作中，影响沉降速度的因素有： （1）流体的粘度 （2）颗粒的体积浓度 （3）器壁效应 （4 颗粒在流体中沉降时，所受到的阻力除与运动Ret有关外，还与其形状有关。 ) D d 1 2.1( u u ' t t + =
3.3.1.4球形颗粒沉降速度的计算 1.试差法 若u+未知→Rt未知一→未知→无法选择计算公式→无法计 算ut,此时可采用试差法。 计算步骤： ■假设某种流型 ■用相应公式计算出ut ■校核Ret 例如：假设沉降处在滞流区，则选用Stokes公式： d2(Ps-P)g 18μ 校核Re,是否在10-41范围内， 是则假设正确，否则假设另一流型
3.3.1.4 球形颗粒沉降速度的计算 1.试差法 若ut未知→ Ret未知→ζ未知 →无法选择计算公式→无法计 算ut，此时可采用试差法。 计算步骤： ◼假设某种流型 ◼用相应公式计算出ut ◼校核Ret 例如：假设沉降处在滞流区，则选用Stokes公式： 是则假设正确，否则假设另一流型 校核Re 是否在10 ～1范围内， 18 d ( )g u 4 t s 2 t − − =
2.无量纲数群判别法(K判据法) (1)已知d求ut 令K= d(Ps-P)Pg u2 滞流区：Re,= du,P_d'(P,-P)pg-K'sl 18μ2 181 K≤2.62 湍流区：Re, duP=1.74 d(p,-pp8=1.74VK32103 K≥69.1 过渡区：K=2.62~69.1
2.无量纲数群判别法(K判据法） (1)已知d求ut K 2.62 ~ 69.1 K 69.1 1.74 K 10 d ( ) g 1.74 du Re K 2.62 1 18 K 18 du d ( ) g Re d ( ) g K 3 3 2 s 3 t t 3 2 s 3 t t 3 2 s 3 = = − = = = − = = − = 过渡区： 湍流区： 滞流区： 令