环境工程第八章沉降(极力推荐).
4000立方米每小时 重力沉降室 环境工程原理大型作业 课程设计
《环境工程原理》大型作业题目：4000重力降尘室的初步设计学院：环境科学与工程学院专业名称：学号：学生姓名：指导教师：目录一、前言 3二、设计条件 4三、设计任务 4四、设计说明 41、重力沉降的说明42、重力沉降的原理53、重力沉降室的结构 54、沉降时间和（最小粒径时的）沉降速度65、沉降室的尺寸66实际性能和测试6五、工艺计算71、降尘室尺寸的设计72、沉降原理73、沉降流型的判断和最小颗粒直径的计算84、颗粒回收的百分率85、降尘室隔板数的设置9六、主要符号说明10七、总结10八、参考文献10一、前言大型作业是《环境工程原理》课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。
在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。
大型作业不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。
所以，大型作业是培养学生独立工作能力的有益实践。
通过大型作业,学生应该注重以下几个能力的训练和培养：1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力；2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力；3. 迅速准确的进行工程计算的能力；4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。
二、设计条件、含尘气体成分：炉气和矿石；2、气体密度：3、矿石密度：；4、粘度：；5、气体流量：三、设计任务1、设计方案确定（长宽高）；2、矿尘颗粒沉降流型判断；3、理论上能完全捕集的最小颗粒直径。
4、降尘室的隔板数。
5、重力沉降室的工艺尺寸计算。
四、设计说明1.重力沉降的说明一种使悬浮在流体中的固体颗粒下沉而与流体分离的过程。
地基基础不均匀沉降的危害及其处理措施
地基基础不均匀沉降的危害及其处理措施摘要：随着我国经济不断发展，人民生活水平日益提高，我国的建筑行业高速发展。
随着高层建筑物的发展，其面临的问题也日益开始显现，其中最需要重视的问题就是建筑物基础不均匀沉降。
高层建筑物基础不均匀沉降给高层建筑物带来的影响非常严重，轻则会造成高层建筑物的墙体开裂，重则会造成高层建筑物的倾抖，甚至坍塌。
所以，在高层建筑物施工中要做好防止其基础不均匀沉降的措施，严防高层建筑物基础不均沉降带来的后果。
本文着重对防止高层建筑物基础不均匀沉降的措施进行分析，以保证施工人员做好工程施工的提前准备，防治出现基础建筑物不均匀沉降的现象。
关键词：地基基础；不均匀沉降；危害；处理办法前言高层建筑不同与普通建筑物，它的主楼与裙房高差明显，差距大。
造成上下结构的荷载分布不平衡，对地基压力大，使地基受力不均匀，造成其不均匀沉降，致使楼梯裂缝或倾斜。
高层建筑物基础不均匀沉降造成后果严重，对人民的生命财产损失大，所以，要极力的控制这种事情的发生。
在施工过程中，要对高层建筑物基础不均匀沉降的危害有深刻的了解，在施工中，做好勘查设计工作，运用正确施工技术，严防高层建筑物基础不均匀沉降现象的发生，保证建筑物的质量和使用寿命。
1.地基基础不均匀沉降的危害造成建筑物发生倾斜；造成建筑物下沉严重；造成建筑物墙体开裂；造成建筑物基础断裂。
2.高层建筑基础不均匀沉降产生的原因随着我国经济的发展，建筑行业兴起，我国的高层建筑物不断增多。
高层建筑物虽然给人们带来了各种各样的好处，减缓了我国的住房压力，但是我国的高层建筑物面临的问题也随着而来，引起了人们的重视。
在工程施工的过程中，由于施工地点的地理条件，岩质土质产别的大，就算统一区域也会出现不同的土质，所以，在工程施工前一定要对施工地点岩质土质进行勘察，了解其地理条件。
在动工之前先对施工地进行处理，对土质松软的地段进行修整，防止土质松软对高层建筑物基础造成的不均匀沉陷。
环境工程基础课件_沉淀详解
第二篇 水污染治理
理想沉淀池分为流入区、沉淀区、流出区和污泥区4个部分。 由A点进入的颗粒的运动轨迹是水平流速v和沉降速度u的矢量和。
第二篇 水污染治理
第二篇 水污染治理
颗粒中必然存在某一粒径的颗粒，沉降速度为u0，刚好 沉至池底
tLH vu
式中，t——污水停留时间，h； L——沉淀区长度，m； H——沉淀区水深，m； v——污水的水平流速，即颗粒的水平分速。
第二篇 水污染治理
沉淀的容积V：
V Qt HA
式中，Q——污水进水流量，m3/s；
Q A
H t
u0
q
q——表面负荷或溢流率，表示单位时间内通过沉淀池 单位表面积的流量，单位m3/m2·s或m3/m2·h
第二篇 水污染治理
实际沉淀池
q实
(1 1.25
1 1.75
)q0
t实 (1.5～2.0)t
度很高，颗粒相互之间已挤集成团块结构，互相接触，互相支承， 在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间的水被挤出，使污泥层被 浓缩。
由于污水中悬浮颗粒的大小、形状和密度的差异性，通常通过沉 淀试验得到确定其沉降性能，然后根据实验数据，求得沉降时间 和沉降速度两个基本设计参数。
第二篇 水污染治理
3.1.2理想沉淀池 ①沉淀池中各过水断面上各点的流速均相同； ②沉降过程中悬浮颗粒以等速下沉，颗粒的水平分速等于水流速
第二篇 水污染治理
(a)
u
g
18
(s
)d 2
9.8 (2.05 1) 103 (0.3 103)2 18 102 105
0.05m / s
(b)
u
g
环境工程学复习资料
环境工程学复习资料引言：环境工程学是一门研究人类活动对环境的影响及对环境进行保护和修复的学科。
它涉及到水、土壤和空气等环境组成的分析和处理，旨在提高环境质量和人类健康。
本文档旨在提供环境工程学的复习资料，帮助读者回顾相关的知识点和概念。
一、环境工程的基础知识1. 环境工程的定义和发展历程- 环境工程的定义和范畴- 环境工程的发展历程和重要里程碑2. 环境工程的原理和方法- 环境质量的评价和监测方法- 环境污染物的传输与转化机理- 环境工程治理技术的分类和应用二、环境污染的成因和影响1. 大气污染- 大气污染的主要污染物和来源- 大气污染对生态系统和健康的影响- 大气污染治理的技术和措施2. 水体污染- 水体污染的主要污染物和来源- 不同类型水体的污染特点和处理方法 - 水体污染对生态系统和人类健康的影响3. 土壤污染- 土壤污染的主要污染物和来源- 土壤污染的评价和监测方法- 土壤污染治理的技术和措施三、环境工程治理技术1. 大气污染治理技术- 大气污染的减排技术- 大气污染的防治措施- 大气污染治理工程案例分析2. 水体污染治理技术- 水体污染的净化技术- 水体污染的防治措施- 水体污染治理工程案例分析3. 土壤污染治理技术- 土壤污染的修复技术- 土壤污染的防治措施- 土壤污染治理工程案例分析四、环境保护法律法规和政策1. 环境保护法律法规- 环境保护法和相关法律法规- 环境影响评价法律法规- 废物管理和排放标准法律法规2. 环境保护政策和行动计划- 国家环境保护政策和行动计划- 地方环境保护政策和行动计划- 国际环境保护政策和行动计划结论：环境工程学是一门关注人类活动对环境的影响并提供相应解决方案的学科。
通过本文档的复习资料，读者可以重新回顾和理解环境工程学的基础知识、环境污染的成因与影响以及环境工程治理技术。
此外，了解环境保护法律法规和政策对于环境工程实践也非常重要。
希望读者能够通过本文档的学习，深化对环境工程学的理解，为环境保护和可持续发展做出贡献。
环境工程原理-沉降(2)
浮力(向心力)Fb
Fb
1 6
d
P
3
r
2
惯性离心力Fc
r
Fc
mr 2
1 6
d
P
3
P
r
2
颗粒与流体之间产生相对运动，颗粒还会受到来自流体的
阻力（曳力）FD的作用。 ……CD与Re有关
FD
CD
4
dP2
u2
utlb
流体中直径为dc的颗粒完全去除的条件。
第二节 重力沉降
6.7 降尘室是从气体中除去固体颗粒的重力沉降设备，气体通过降 尘室具有一定的停留时间，若在这个时间内颗粒沉到室底，就可以
从气体中去除，如图所示。现在用降尘室分离气体中的粉尘（密度 为4500kg/m3），操作条件是：气体流量为6m3/s，密度为0.6kg/m3， 粘度为3.0×10-5Pa·s，降尘室高2m，宽2m，长5m。求能被完全去除 的最小尘粒的直径。
第二节 重力沉降
（2）粒径为40μm的颗粒回收百分率 由以上计算知，直径为40 μ m的颗粒的沉降必定在滞 流区，其沉降速度可用斯托克斯公式计算。 假设颗粒在降尘室入口处的炉气中是均匀分布的，则 颗粒在降尘室内的沉降高度与降尘室高度之比约等于 该尺寸颗粒被分离下来的百分率。 由于各种尺寸颗粒在降尘室内的停留时间均相同， 故40μm颗粒的回收率也可用其沉降速度u't与69.1μm颗 粒的沉降速度ut之比来确定，在斯托克斯定律区则为
分为两大类
旋流器：设备静止，流体在设备 中旋转运行而产生离心作用， 可用于气体和液体非均相混 合物的分离。
旋风分 离器
旋流分 离器
离心沉降机：通常用于液体非均 相混合物的分离，其特点是 装有液体混合物的设备本身 高速旋转并带动液体一起旋 转，从而产生离心作用。
环境工程原理 沉降与过滤
⑶旋风分离器类型与选用
①CLT/A型 采用倾斜螺旋面进口的 旋风分离器。
CLT/A型
②CLP型 CLP型是带有半螺旋 线和螺旋线的旁路分离室 的旋风分离器。
CLP/B型
③扩散式 它主要的特点是圆筒以
下部分的直径逐渐扩大，底 部有一刀锥体形、顶部有口 的反射屏，下沿有缝隙与集 灰斗相通。
扩散式旋风分离器
多层降尘室： 隔板间距一般为40～100nm 降尘室内设置n层水平隔板，
生产能力：
qv (n 1)blUt
2.沉降槽 沉降槽又称增浓器或澄清器，是利用重力沉降来提高悬 浮液浓度并同时得到澄清液的设备。
连续沉降槽
3.普通沉淀池 ⑴平流式沉淀池
设链带刮泥机的平流沉淀池
平流式沉淀池的优点是构造简单，效果良好， 工作性能稳定，但排泥较为困难。
（1）织物介质（又称滤布） 这类介质能截流颗粒
2.旋液分离器 利用离心沉降原理从悬浮液中分离固体颗粒的设备
第四节 过 滤
过滤是在外力作用下，使悬浮液中的液体通过多孔介质 的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离 的操作。
过滤操作示意图
推动力：压力差，离心力， 重力
阻 力：滤饼、过滤介质 阻力
一、过滤操作的基本概念 1.过滤介质
F
g
6
d
3s
g
Fb
6
d 3g
Fd
A
su2
2
∴
Fg Fb Fd ma
6
d 3 (s
)g
d 2
4
su2
2
ma
⑵颗粒沉降过程分析
沉降过程可分为两个阶段: 第一阶段为加速运动，
第二阶段为匀速运动。
环境工程原理-2-1沉降
混合体系环境与安全工程学院表面曳力⎰AwdA τsin环境与安全工程学院环境工程原理环境与安全工程学院环境与安全工程学院环境与安全工程学院环境工程原理环境与安全工程学院BHuV s =ts BLu HLu BHV =≤生产能力：结论：降沉室的生产能力（理论）只与为提高Vs ，可将降尘室制成多层环境与安全工程学院4、重力沉降设备【例】采用降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。
降尘室的底面积为10m 2，高和宽均为2m，操作条件下，气体的密度为0.75kg/m3，粘度为2.6×10-5Pa·s ，固体的密度为室的生产能力3m 3/s。
试求（1）理论上能完全捕捉下来的最小颗粒直径；（2）粒径为40μm的粒径的回收百分率；（3）如完全回收直径为10μm的尘粒，在沉降室内需设置多少层水平隔板？解：能完全分离的最小颗粒的沉降速度为s m BL V u s t /3.0103===d 未知，g u d p t min 30006.218)(18⨯≈-⋅=ρρμ假设沉降处于stocks 区核算流型：75.0Re min ==μρd u t t环境与安全工程学院大直径的浅槽，污水由中央伸入液面下的进料口送至液面以下，经水平挡板折流后沿径向扩展，速度减缓。
颗粒沉降，液体缓慢向上，溢流堰流出清液。
颗粒下沉至底部形成沉淀层。
辐流式沉淀池流入装置；流出装置；沉淀区；缓冲区；污泥区；排泥装置；排浮渣装置4、重力沉降设备（3）浓悬浮液沉聚过程沉聚与自由沉降的区别：2d浓悬浮液：颗粒的体积浓度大于0.2%，干扰沉降间歇沉降实验环境与安全工程学院环境工程原理水力分级器利用惯性离心力的作用从气流中分离出尘粒的设备环境与安全工程学院环境与安全工程学院环境与安全工程学院环境工程原理（1）旋风分离器粒级效率曲线粒级效率ηpi 与颗粒直径d i 的对应关系曲线（图2-14）粒级效率曲线理论上为折线，与实际相差较大：原因：受气流漩涡影响，重新卷起效率的估算分割粒径d 50用ηp ～（d/d50）曲线表示)(27.050ρρμ-≈p i u D d 环境与安全工程学院环境与安全工程学院环境工程原理环境与安全工程学院（1）旋风分离器环境与安全工程学院环境工程原理（2）旋液分离器环境与安全工程学院。
环境工程第八章沉降(极力推荐)
5.2 10
d c Pui ut 0.29 m/s 5 18 rm 18 3 10 0.15 d c ut 5.2 10 6 0.29 0.6 ReP 0.03 2 5 3 10
2 2 6 2
DB 3 D 0.15 m 检验： rm 2 8
ut
位于沉淀池（降尘室）最高点的颗粒沉降至池底需要的时间为
t沉=H/ut
流体通过沉淀池（降尘室）的时间为: t停=l/v, or V/Q
为满足除尘或悬浮物要求， t停t沉
第三节 离心沉降
一、离心力场中颗粒的沉降分析
浮力(向心力)Fb
1 3 Fb d P r 2 6
惯性离心力Fc
1 3 Fc mr d P P r 2 6
②颗粒在筒内与气体之间的相对运动为层流。
③颗粒在沉降过程中所穿过的气流的最大厚度等于进气口宽度B。
根据颗粒离心沉降速度方程式，假设气体密度<<颗粒密 度P，相应于临界直径dc的颗粒沉降速度为：
1 P Pd c ui 2 2 ut rm d P 18 18rm
2
2
根据假设③，颗粒最大沉降时间为：
（1）层流区：ReP2 CD=24/ReP
1 P 2 ut gdP ……斯托克斯（Stokes）公式 18
（2）过渡区：2<ReP<103
18.5 CD 0.6 Re P
ut 0.27 ( P ) gd P Re P
0 .6
……艾仑(Allen)公式
（3）紊流区：103<ReP<2105
d P g
3
du Fg Fb m dt
沉降区域培训教材
控制范围 控制范围 140-150g/l 85－100g/l ≤0.25g/l 1.5-2.0 1.5-1.8 ≤1.5 ≤10g/l ≥90℃ 固含450g/l ≤1g/l ≥95℃ ≤0.2g/l
赤泥滤饼水分
≤33％
5.1溶出 矿浆稀释的作用 5.1.1降低溶液浓度便于晶种分解 高压溶出后的铝酸钠溶液浓度很高，如 Al2O3浓度高达250克/升以上。高浓度的铝酸 钠溶液很稳定，不能直接进行晶种分解，必须 进行稀释后使Al2O3浓度降低到中等浓度，使 溶液稳定性降低，从而使分解速度加快，分解 槽产能得以提高，并且可以达到较高的分解率， 使拜耳法循环效率也提高。另一方面，赤泥洗 液中含有相当数量的Al2O3和NaO2，因此用洗 液来稀释压煮矿浆能够使其得以回收。
?由主液压缸带动连杆机头将压滤机各滤室闭合压紧待分离的赤泥浆液在进料泵的推动下经止推板的进料口进入各滤室内滤浆借助进料泵产生的压力进行固液分离由于过滤介质滤布的作用使得大部分溶液通过滤布从滤板的沟槽间流出汇集到滤液管中排出赤泥被滤布阻挡在滤室内形成滤饼从而达到液固分离的目的
培训教材
1、沉降区域在氧化铝生产过程中的作用 2、沉降区域生产工艺流程简述 3、沉降区域主要设备工作原理 4、沉降区域主要工艺技术指标 5、沉降区域工艺知识 6、沉降区域生产中常见的事故原因及处理
将溶出后的矿浆用一次洗液进行稀释，稀 释矿浆用稀释泵送到分离沉降槽进行沉降分离，分 离沉降槽的溢流（粗液），经溢流管送到控制过滤 粗液槽，分离沉降槽底流用底流泵送入洗涤沉降槽 进行五次反向洗涤，进一步回收其中的氧化铝和氧 化钠。一次洗涤沉降槽的溢流（一次洗液），用一 次洗液泵送到稀释槽稀释溶出矿浆，底流用泵送入 二洗槽，底流依次向后，溢流依次向前。热水站的 热水用热水泵加入末次洗涤沉降槽。末次底流经底 流泵送入赤泥浆液调配槽，用赤泥输送泵输送到赤 泥储槽，再用喂料泵送入压滤机进行压榨过滤后， 经皮带输送至堆场堆放。压榨过滤得到的滤液经滤 液泵送回赤泥浆液调配槽及末次洗涤沉降槽。在赤 泥分离洗涤过程中配制合格的絮凝剂用泵计量后， 根据生产要求分别加入分离和洗涤沉降槽（见下工 艺流程图）
环境工程原理大型作业--重力沉降室的设计
庆祝元旦幼儿园教师发言稿5篇庆祝元旦幼儿园教师发言稿篇1尊敬的各位领导、同事：大家好!今天我演讲的题目是：幼儿教师的幸福。
“有着纯真灿烂的脸;有着清亮透彻的眼。
想哭就忘形地哭，想笑就开怀地笑”，这就是可爱的孩子!面对这样的孩子，你觉得生活是美好的，阳光是灿烂的，心情是愉悦的——你不由得地喜欢孩子，尤其是一个幼儿教育工作者，更是如此。
我就沉浸在这样的幸福之中。
在学习中，我了解了系统的幼儿教育理论和教育方法，先后学习了《教育学》、《儿童心理学》、《音乐》、《美术》等课程;特别是在音乐方面具有特长，精通钢琴、手风琴等器乐，更擅长声乐唱歌，曾获得学校组织的小合唱二等奖、歌唱比赛一等奖。
在实习中，我掌握了具体的教育过程与教育技能。
会在孩子的笑意里找出内容，会在孩子的哭声中找到原因，会在孩子各种形体动作中找到答案。
我相信，这一切都是我从事幼儿教育工作坚实基础和先决条件。
一个孩子就是一个太阳。
这不仅是热爱孩子的父母的“心语”，也是有心的社会学家对未来展望的结论。
如何让孩子灿烂在家庭、社会未来的天空，成为照彻历史的真正太阳，这是每个教育工作者应尽的义务和责任。
作为启蒙教师的我们责任重大。
我们要通过幼儿园在他们幼小的心灵里播种真善美的种子，排除假丑恶的阴影，让他们的人生从一开始就迈开正步，走上大路。
这是我们的良好愿望，也要成为我们自觉的行动。
我愿为这一切而努力。
如果实验幼儿园接纳我，使我荣幸地成为其中光荣的一员，我将毫无保留地让青春的汗水洒在幼儿教育的天地里，浇灌祖国未来的花朵常年盛开，茁壮成长!具体来说，我会做到以下几点：一、以爱心善待孩子。
一个富有爱心的幼儿教师才是合格的。
作为幼儿教师，应当用自己的爱心引导孩子，与他们建立良好的感情，形成同伴关系，让他们尽快适应幼儿园的生活，让他感觉到幼儿园就是他们的家。
二、以耐心教育孩子。
对待孩子要有正确的态度和耐心，不管你有多忙多烦，都应该做到孩子问什么，就回答什么，在向孩子传播知识和方法时决不能嫌麻烦，敷衍塞责，应付了事，一定要让孩子们学懂学会。
第一节沉降分类的基本概念
本节思考题
(1)简述沉降分离的原理、类型和各类型的主要特征。 (2)简要说明环境工程领域哪些处理单元涉及沉降分离过 程。 (3)颗粒的几何特性如何影响颗粒在流体中受到的阻力。 (4)不同流态区，颗粒受到的流体阻力不同的原因是什么。 (5)颗粒和流体的哪些性质会影响到颗粒所受到的流体阻 力，怎
(6) 一般情况下，反应器内的流体流动状态会对反 应结果产生影响，为什么？
(7) 根据反应物料的流动与混和状态，反应器可分 为哪些类型。
(8) 反应器设计的基本内容包括哪几个方面？它通 常用到哪几类基本方程？
第二节 反应的计量关系
本节思考题
(1) 什么是膨胀因子？膨胀因子为1的反应体系，反应后 系统的物质的量将如何变化？若是膨胀因子为0.5的反 应体系，则如何变化？
第四节 其它沉降
本节思考题
(1)电沉降过程中颗粒受力情况如何，沉降速度与 哪些因素有关。
(2)简述电除尘器的组成和原理。 (3)电除尘器的优点是什么。 (4)惯性沉降的作用原理是什么，主要受哪些因素
的影响。 (5)惯性沉降应用的优缺点是什么。 (6)环境工程领域有哪些电除尘和惯性除尘过程。
第一节 过滤操作的基本概念
何表示。 (3)过滤常数与哪些因素有关。 (4)哪些因素影响滤饼层比阻。 (5)过滤介质的比当量滤液量的物理意义是什么。
第二节 表面过滤的基本理论
本节思考题
(6)恒压过滤和恒速过滤的主要区别是什么。 (7)如何通过实验测定过滤常数、过滤介质的比当
量滤液量和压缩指数。 (8)洗涤过程和过滤过程有什么关系。 (9)间歇式过滤机和连续式过滤机的相同点和不同
(6) 渗透现象是如何发生的，实现反渗透的条件是 什么。
化工原理课件 沉降
t
1 8
1 8 1 .0 0 5 1 0 3
3
计算Rep，核算流型：
R epdpu95 10 61 .9 0 .0 75 9 7 1 0 1 0 3 3 998.20.92442
假设正确，计算有效。
（2）在20 ℃的空气中： 20 ℃空气的密度为1.205kg/m3，粘度为18.1×10-6 Pas
。 m3 / s
，实际上为避免已沉下的尘粒重新被扬起， 往往
u m/ s 取更低 u qV 。降尘室一般用于分离
的粗颗粒。
BH
u
u0.5m/s
dP 50m
• A—降尘室底面积， 。
m2
ABL
u m/ s u •
—颗粒的沉降速度， 。 应根据要分离的最小 颗粒直径 决定。
t
t
d P ,min
5.3.1 重力沉降设备
T↑，气体μ↑，阻力↑ ，除沉不利
T↑，液体μ↓，阻力 ↓，除沉有利
液体粘度约为气体粘度的50倍，故颗粒在液体中的沉降速度比在气体中的小很多。
5.2.2 静止流体中颗粒的自由沉降
3）当流体做水平运动时：
4）当流体以一定的速度向上运动时： 当u>ut时，颗粒向上运动 当u<ut时，颗粒向下运动 当u=ut时，颗粒悬浮在流体中
5.2.1 流体对固体颗粒的绕流
流体与固体颗粒之间的相对运动可分为以下三种情况：
①颗粒静止，流体对其做绕流；
②流体静止，颗粒作沉降运动；
③颗粒与流体都运动，但保持一定的相对运动。
FD
u
流体绕过颗粒的流动
5.2.1 流体对固体颗粒的绕流 （1）两种曳力—表面曳力和形体曳力
5.2.1 流体对固体颗粒的绕流
沉降的应用环境工程原理
沉降的应用环境工程原理1. 概述沉降是指土地或建筑物由于地下挖掘、填筑或负荷变化等原因而产生的下沉现象。
在应用环境工程中，沉降是一个重要的考虑因素，因为它可能会导致建筑物、道路和其他基础设施的结构破坏或功能受损。
本文将介绍沉降的应用环境工程原理，并通过列举相关原因和影响，帮助读者更好地理解沉降问题。
2. 沉降的原因沉降可以由各种原因引起，包括地下水位变化、地下挖掘、填土压实和荷载变化等。
以下是一些常见的导致沉降的原因：•地下水位变化：当地下水位发生变化时，土壤的含水量和密度也会发生变化，从而导致沉降。
例如，当地下水位下降时，土壤会失去水分，导致其体积缩小，进而引起沉降。
•地下挖掘：地下挖掘工程如地铁建设、隧道开挖等，会改变土体的力学性质，进而引起沉降。
•填土压实：在建设过程中，为了加固地基或填平地面，可能需要进行填土压实。
这样的过程会改变土壤的结构和性质，导致沉降。
•荷载变化：当建筑物或其他结构的荷载发生变化时，土壤会承受不同的力，从而引起沉降。
3. 沉降的影响沉降对应用环境工程有着重要的影响。
以下是一些常见的沉降影响：•结构破坏：沉降可能导致建筑物结构的破坏，例如裂缝、倾斜或坍塌等。
这对建筑物的安全性和使用寿命都会造成威胁。
•功能受损：沉降还可能影响到基础设施的功能，例如道路、桥梁和管道等。
沉降导致的地面不平度会影响交通流畅性，甚至会导致管道断裂或水流中断等问题。
•土壤液化：当土壤所受荷载达到一定程度时，可能会发生液化现象。
液化会导致土壤失去支撑力，从而进一步加剧沉降问题。
•环境影响：沉降还可能对环境造成一定的影响，例如地下水位的变化、土壤污染的扩散等。
4. 沉降的监测和预测沉降的监测和预测是应对沉降问题的重要手段。
以下是一些常见的监测和预测方法：•实地观测：通过在沉降区域设置监测点，并采用测量设备进行实时监测，可以获取沉降的变化情况。
•数值模拟：借助计算机模拟技术，可以预测在不同条件下的沉降情况。
化工原理 沉降
⑶总效率与粒级效率的关系：
0
x
i 1
n
xi ──粒径为dpi颗粒的质量分率 n ──全部颗粒被划分的段数
i i
压降Δ 压降大小是评价其性能好坏的重要指标。
u 2
2
u ──气体在进口管中的流速（进口气速）
──阻力系数，对给定旋风分离器的型号， 为常数
一般其压降约为500～2000Pa。
m ── 颗粒的质量，球形颗粒 ρp ── 颗粒密度
Ap
1 3 m d p p 6
4
2 d p — —垂直沉降方向上的投 影面积
F ma du 重力场： Fg Fb FD m d
据牛顿第二运动定律
或
du P AP 2 g u d 2m P
P P
—— 牛顿公式
沉降速度ut计算方法
计算ut时需先知道所在沉降区域──选择相应式计算。 试差法 设在层流区 计算ut 设在过渡区 no
Re判断
yes
结束
通常微小颗粒的沉降一般属层流区(Stokes区)
沉降速度的影响因素
（1）干扰沉降 发生于颗粒之间距离很小的情况下。多发生于非均 相物系的沉降过程（物系内部有两个以上相）。 当颗粒浓度↑，浮力 ↑ ── ut↓ （2）端效应（器壁效应） 容器壁对颗粒沉降有阻止作用 ，使实际沉降速度 ut<自由沉降速度。当D容器>100dp,可忽略影响。 （3）分子运动 当颗粒直径小到可与流体分子的平均自由程相比拟 时，颗粒可穿过快速运动的流体分子之间，沉降速 度可大于按斯托克斯定律的计算值。
du 0 d
即
du P 3 g u 2 0 d P 4d P P
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所以可判断沉降位于层流区，由斯托克斯公式，可得：
ut
P gd P
ut
18 1.8110 d P ut 40 10 6 0.13 1.205 0.346 5 检验： ReP 1.81 10
P gd P
18
2
2700 9.81 40 10
5
6 2
0.13 m/s
2
所以在层流区，与假设相符，计算正确。
适用于不同大小颗粒的分离
带电微细颗粒（<0.1m）的分离
惯性沉降
扩散沉降
惯性力
热运动
适用于10m粉尘的分离
微细粒子（<0.01m）的分离
在环境领域利用沉降原理可以去除哪些污染物？
水与废水处理：
各种颗粒物（无机砂粒、有机絮体……）的沉降
比重较小絮体的上浮
油珠的上浮
气体净化：
粉尘、液珠……
第二节
（1）层流区：ReP2 CD=24/ReP
1 P 2 ut gdP ……斯托克斯（Stokes）公式 18
（2）过渡区：2<ReP<103
18.5 CD 0.6 Re P
ut 0.27 ( P ) gd P llen)公式
（3）紊流区：103<ReP<2105
d P g
3
du Fg Fb m dt
达到平衡时：
Fg Fb FD 0
6
d P P g
3
6
d P g CD
3
4
dP (
2
ut 2
2
)0
ut
4( P ) d P g 3 C D
……(8-2-5)
ut——颗粒终端沉降速度（terminal velocity ）
将颗粒沉速计算式（8-2-5)进行变换得到CD计算式：
ReP2
4d P ( P ) g 2 CD Re P 2 3ut
Re P
d P ut
CD Re P 2
4d P 3 ( P ) g 2 3
不包含沉降速度ut的摩擦数群。 无因次，也是ReP的函数。 CD与ReP的关系曲线转换成CDReP2与ReP的关系曲线。
（1）试差法 假设沉降属于某一区域——计算颗粒沉速——按求出的 颗粒沉降速度ut计算ReP，验证ReP是否在所属的假设区域。 如果在，假设正确；否则，需要重新假设和试算。 （2）磨擦数群法 CD与ReP的关系曲线中，由于两坐标都含有未知数ut 进行适当的转换，使其两坐标之一变成不包含ut的已知 数群，则可以直接求解ut。
重力沉降
一、重力场中颗粒的沉降过程 假设球形颗粒粒径为dP、质量为m。沉速如何计算？
FD CD AP
阻力（曳力）FD
u 2
2
CD:阻力（曳力）系数， 是雷诺数的函数。 AP：颗粒的投影面积 根据牛顿第二定律，颗粒 将产生向下运行的加速度
浮力Fb
重力Fg
Fg
Fb
6
6
d P P g
3
第八章 沉 降
第一节 概 述
一、沉降分离的一般原理和类型 重力场 离心力场 电场 惯性力场 重力沉降 离心沉降 电沉降 惯性沉降 扩散沉降
流体： 液体 气体
相对运动
固体颗粒物 液珠
沉降表面：器底、 器壁或其他表面
沉降过程
作用力
特
征
重力沉降
重力
沉降速度小，适用于较大颗粒分离
离心沉降
电沉降
离心力
电场力
由颗粒直径计算沉降速度 由颗粒直径和其他参 数，计算摩擦数群。 由左图CDReP2－ReP 的关系曲线，查出相 应的ReP值。
CDReP2
CDReP－1
根据ReP的定义反算出ut
Re P ut dP
如何由沉降速度计算 颗粒直径？
（3）无因次判据K
用K判别沉降属于什么区域？ 层流区：上限是ReP＝2
为 0.32
0.3 1.81 10 5 0.125 m/s 因此，可得 ut 6 dp 40 10 1.205 Re 由于查图得到的 p 误差较大，所以可以作为判断颗粒沉降所处区域的依 ut
据，而 的计算仍然采用式（8-2-6） ，
2
Re p
ut
P gd P
Re P d P ut d P d P3 g ( P ) 18
3 1 d p g ( P ) 2 2 18
紊流区：下限是ReP为1000
Re P 1.74 dP
1.74
d P ( P ) g
K 36
d P3g ( P )
（2）摩擦数群法
2 首先计算摩擦数群 C D Re p
CD Re p
2
4d P P g 4 40 10 1.205 2700 9.81 8.31 2 2 3 3 1.81105
3 6 3
2 Re p 的关系曲线，可以查得 Re p C Re p 与 假设颗粒的球形度为 1，则由 D
CD = 0.44
ut 1.74
( P ) gdP
……牛顿（Newton）公式
上述式子有何意义？ •了解影响颗粒沉速的因素（颗粒粒径……） •在已知的颗粒粒径条件下求沉降速度 •由颗粒沉降速度求颗粒粒径 ……水处理中的沉降实验 •由颗粒沉降速度求液体粘度 ……落球法测定粘度
二、沉降速度的计算
2
1.74 K 1000
K 3.3 105
例 8-2-1：求直径为 40m，密度为 2700kg/m3 的固体颗粒在 20℃的 常压空气中的自由沉降速度。已知 20℃，常压状态下空气密度为 1.205 kg/m3，粘度为 1.81×10-5Pa·s。 解： （1）试差法 ，所以由式 假设颗粒的沉降处于层流区，并且由于 P （8-2-6）得：
18
2700 9.81 40 10 18 1.81 10
5
6 2
0.13 m/s
（3）判据法 计算 K 判据得
3
d P g P 40 10 9.811.205 2700 K 6.24 36 2 2 5 1.81 10