颗粒自由沉降
颗粒自由沉降实验
实验项目名称： 颗粒自由沉淀实验（所属课程： 水污染控制工程 ）院 系： 专业班级： 姓 名： 学 号： 实验日期： 实验地点： 合作者： 指导教师：本实验项目成绩： 教师签字： 日期：一、实验目的(1) 加深对自由沉淀特点、基本概念及沉淀规律的理解。
(2) 掌握颗粒自由沉淀实验的方法，并能对实验数据进行分析、整理、计算和绘制颗粒自由沉淀曲线。
二、实验原理浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀，其特点是静沉过程中颗粒互不 干扰、等速下沉，其沉速在层流区符合 Stokes 公式。
但是由于水中颗粒的复杂性，颗粒粒径、颗粒比重很难或无法准确地测定，因而沉淀效果、特性无法通过公式求得，而是要通过静沉实验确定。
由于自由沉淀时颗粒是等速下沉，下沉速度与沉淀高度无关，因而自由沉淀 可在一般沉淀柱内进行，但其直径应足够大，一般应使 D ≥100mm 以免颗粒沉淀受柱壁干扰。
具有大小不同颗粒的悬浮物静沉总去除率E 与截留速度u0、颗粒质量分数的关系如下此种计算方法也称为悬浮物去除率的累积曲线计算法。
设在一水深为H 的沉淀柱内进行自由沉淀实验，实验开始时，沉淀时间为0，此时沉淀柱内悬浮物分布是均匀的，即每个断面上颗粒的数量与粒径的组成相同，悬浮物浓度为C0（mg/L ），此时去除率E=0。
实验开始后，悬浮物在筒内的分布变得不均匀。
不同沉淀时间ti ，颗粒下沉到池底的最小沉淀速度u i 相应为u i =H/t i 。
此时为t i 时间内沉到池底（此处为取样点）的最小颗粒d i 所具有的沉速。
此时取样点处水样水样悬浮物浓度为Ci ，则颗粒总去除率：00011C CC C C P E ii i -=-=-=。
表示具有沉速u≥ui （粒径d≥udi）的颗粒去除率，而Pi=Ci/C则反映了ti时未被去除的颗粒（即d<di的颗粒）所占的百分比。
三、实验设备与试剂(1)有机玻璃管沉淀柱一根，内径D≥100mmmm，高1.5m。
实验一 颗粒自由沉降
实验时间：2一、实验目的1、观察沉淀过程，加深对自由沉淀特点、基本概念及沉淀规律的理解；2、掌握颗粒自由沉淀实验的方法，求出沉淀曲线。
二、实验原理干扰、等速下沉，其沉速在层流区符合 沉淀效果、特性无法通过公式求得，而是要通过静沉实验确定。
实验一颗粒自由沉降由于自由沉淀时颗粒是等速下沉，下沉速度与沉淀高度无关，因而自由沉淀可在一般沉淀柱内进行，但其直径应足够大，一般应使 DD100mm□□□□□□ 受柱壁干扰。
8 5、气体流量计、取样口浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀， 其特点是静沉过程中颗粒互不Stokes 公式。
由于水中颗粒的复杂性， 颗粒粒径、颗粒比重很难或无法准确地测定，因而设在一水深为H的沉淀柱内进行自由沉淀实验。
如图1所示，实验开始，沉淀时间为0，此时沉淀柱内悬浮物分布是均匀的，即每个断面上颗粒的数量与粒径的组成相同，悬浮物浓度为C（mg/L）,此时去除率实验开始后，悬浮物在筒内的分布变得不均匀。
不同沉淀时间t，颗粒下i沉到池底的小沉淀速度水深H的全部水样取出，U相应为U■H：；t□□□□□,□□□□□□□□□□i i'i测量其悬浮物含量，来计算出t时间内的沉淀效率。
i这样工作量太大，而且每个实验筒只能求一个沉淀时间的沉淀效率。
为了克服上述弊病，又考虑到实验筒内悬浮物浓度随水深的变化，所以我们提出的实验方法是将取样口装在H2处，□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□浮物的平均浓度。
我们认为这样做在工程上的误差是允许的，而实验及测定工作也可以大为简化，在一个实验筒内就可以多次取样，完成沉淀曲线的实验。
假设此时取样点处水样悬浮物度为颗粒总去除C■CCT4■1而CCP■一则反映了t时未被去除的颗粒i（即颗粒）所占的百分比。
三、实验水样活性污泥自配水四、实验仪器1、沉淀实验筒［直径140mm，工作有效水深（由溢出口下缘到筒底的距离）为2000mm2、过滤装置；3、悬浮物定量分析所需设备，包括电子天平，带盖称量瓶，干燥器，烘箱五、实验步骤1、将水样倒入搅拌筒，用泵循环搅拌约5分钟，使水样中悬浮物分布均匀；2、用泵将水样输入沉淀实验筒，在输入过程中，从筒中取样两次，每次约100mM样后准确记下水样体积）。
实验一 颗粒自由沉降
实验一、颗粒自由沉淀实验一、实验方法参考《水处理工程应用实验》，孙丽欣主编哈工大出版（注：测试9个点，去掉沉淀时间为120分钟的点）二、实验仪器及药品1、仪器沉淀装置（沉淀柱、储水箱、水泵空压机）×3秒表×3分析天平×3恒温度烘箱干燥皿×3具塞秤量瓶（40×70 ）9个×3组量筒（100ml）9个×3组定量滤纸（若干）漏斗9个×3组漏斗架9个×3组（数量不够的话可以用5个×3组）玻璃棒2根×3组平头捏子1×3组2、试剂水样（粗硅藻土配制，<5000mg/L）三、实验准备工作1、将中速定量滤纸放于秤量瓶中，每个秤量瓶事先用记号笔标号组号及序号，打开瓶塞，将上述秤量瓶放于烘箱中，于103～105℃烘干2h以上2、将烘好的的秤量瓶盖上塞子，放入干燥皿中冷却至室温，备用3、用粗硅藻土配置浓度为2000mg/L、3000mg/L、4000mg/L,分别放入各组的水箱中待用4、准备蒸馏水若干瓶四、学生需注意事项1、在进水样前，先测定放有滤纸的冷却后的秤量瓶重量，并注意次序不要搞乱。
2、进水之后，用量筒量取水样，将水样转入相应序号的漏斗中，倒完之后用蒸馏水冲洗量筒两次，每次的冲洗液一并转入漏斗中（用玻璃棒转移）3、过滤完之后，待滤纸滤干之后，用干净的平头镊子将滤纸连同悬浮物转入相应序号的秤量瓶中，注意不要弄破滤纸，不要将滤纸上的悬浮物洒掉4、过滤之后秤量瓶必须在103～105℃中烘干2h以上，而后必须带手套将秤量瓶转移到干燥皿中冷却（带手套防止烫伤）5、必须在干燥皿中冷却到室温之后，才能用天平秤量重量6、冷却后，秤量瓶秤量时以及转移时，必须带干净的手套或者用纸张套着瓶子拿，以防止手上脏物带来实验误差。
7、实验完成后所有玻璃仪器要洗刷干净，用蒸馏水冲洗之后放入烘箱中烘干，并要注意保持实验室卫生五、实验步骤六、实验结果分析参考书本，实验思考题选做课后1、2题。
自由沉降名词解释
自由沉降名词解释
自由沉降是指：单个矿粒在广阔的介质空间中的独自沉降，在自由沉降过程中，矿粒只受到本身重力、介质浮力和阻力的作用而不受其他因素影响。
当粒群中颗粒之间的距离较大，也就是体积浓度（矿粒所占的总体积与悬浮体总容积之比）很小时（一般小于3%），矿粒之间的干涉作用变得很弱，此时可视为自由沉降。
沉降速度公式是计算颗粒在水中沉降速度的一种经验公式。
最常用的沉速公式是斯托克公式，公式为：v=(2/9)(gr^2*(ρp-ρf))/η。
其中，v表示沉降速度，g表示重力加速度，r表示颗粒的半径，ρp表示颗粒的密度，ρf表示流体的密度，η表示流体的粘度。
此外，斯托克斯定律的公式为：v=(2/9)(gr^2*(ρp-ρf))/η。
这个公式也适用于沉速的计算。
需要注意的是，这些公式都是近似的经验公式，其准确性会受到颗粒大小、形状以及水介质粘度、温度、流动情况等多种因素的影响。
实验一 颗粒自由沉降实验
实验一颗粒自由沉降实验一、实验目的1. 了解颗粒在液体中的沉降规律以及影响沉降速度的因素；2. 掌握颗粒沉降速度的测量方法和计算方法；3. 熟悉实验操作过程，提高实验技能。
二、实验原理在液体中，颗粒由于重力作用而产生沉降，其沉降速度与重力、颗粒直径、液体粘度、液体密度等因素有关。
Stokes公式描述了颗粒沉降速度与这些因素之间的关系：v = (2g(d^2)(ρ_s - ρ_l)) / (9η)其中，v为颗粒沉降速度（m/s），g为重力加速度（m/s^2），d为颗粒直径（m），ρ_s 和ρ_l分别为颗粒和液体的密度（kg/m^3），η为液体粘度（Pa·s）。
三、实验设备和材料1. 透明圆柱形试管；2. 计时器；3. 多种不同直径的颗粒（如明矾、硫酸钾等）；4. 蒸馏水或其他液体；5. 实验室秤；6. 量筒。
四、实验步骤1. 准备试管将试管用去离子水或其他清洁溶液清洗干净。
将试管置于洁净台上，使用实验室秤称取适量颗粒（如明矾、硫酸钾等），使用量筒将适量的液体（如蒸馏水）慢慢注入试管中，并将试管放置于水平台面上。
2. 记录实验数据在试管中放置颗粒后，开始计时。
可以使用计时器记录不同时间点时颗粒的位置。
记录数据时要保持试管水平并始终维持同一温度。
3. 计算沉降速度根据记录的数据，计算出颗粒的沉降速度。
使用Stokes公式，将颗粒直径、密度和液体粘度代入公式，得出颗粒的沉降速度。
五、注意事项1. 实验前要认真阅读实验原理和实验步骤，并根据需要检查实验设备和材料是否齐备。
2. 实验时要保持环境卫生和实验台面的整洁，避免颗粒或试管受到污染。
3. 在试验过程中要仔细观察和记录数据，确保数据的准确性和可靠性。
4. 实验结束后要及时清洗和消毒使用的实验设备和材料。
自由沉降实验方法全
实验一自由沉降实验一、实验目的1、观察自由沉降过程；2、通过沉降实验学会绘制E~t 关系曲线和E~u 关系曲线；3、能正确运用数据求解总去除率E T 。
二、实验原理在含有离散颗粒的废水静置沉淀过程中，若试验柱内有效水深为H ，通过不同的沉淀时间t ，可求得不同的颗粒沉淀速度u ，u=H/t 。
如以p 0表示沉速u <u 0的颗粒量占SS 总量的分率，则因u ≥u 0而被除去的颗粒量占SS 总量的分率即为（1-p 0）。
以dp 表示u <u 0的颗粒中某一微小粒径范围的颗粒占SS 总两的分率，其中能被除去的部分占据u/u 0（或h/H ，h 为u <u 0颗粒在t 时间内的下沉距离，h <H ），则这种粒径范围的颗粒能被除去的部分占SS 总量的分率即为u/u 0dp 。
当考虑的粒径范围由某一微小值扩展到整个u <u 0的颗粒群体时，它们所占SS 总量的分率也由0增大到p 0，其中能被除去的部分占SS 总量的分率即为0000/dp u u p ⎰。
这样，在t时间内悬浮固体的总沉降效率E （%）为：100)1(100)1(0000000⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=⎰⎰p p T dp H h p dp u u p E 若以有限之和∑udp 代替积分项中的⎰00p udp ，则上式可改写为：100)1(00⨯⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+-=∑u udp p E T式中⎰p udp 可由沉速分布曲线进行图解积分来确定。
如图1-1所示。
图1-1 颗粒沉速分布曲线三、实验材料与设备1、沉降试验柱：直径Φ=100mm ，工作有效水深H=180cm 。
2、过滤装置：漏斗，烧杯100mL ，量筒50mL ，玻璃棒，经稀酸洗涤、烘干的滤纸。
3、悬浮物固体测定设备：分析天平、坩埚、干燥器、烘箱等。
4、实验材料：自制的粘土水样。
四、实验步骤1、将搅拌均匀的水样装入沉降柱中，同时从取样口取两份50mL 的水样（要准确记录书样的体积），用重量法测定初始SS 浓度C 0，并求出平均值；小于指定沉速的颗粒与全部颗粒的重量比x 0 沉速u 0ux2、将柱内水位迅速调整到溢流口出，开始记时；3、当累计时间为5、10、20、30、45、60、90、120min时，从试验柱中部取样口取水2份，每份约50mL （准确记录体积）。
颗粒的沉降
5.3.1重力沉降设备
对一定物系，ut 一定，降尘室的处理能力只取决于降尘室的底面积 A ，而
与高度 H 无关，故降尘室应设计成扁平形状，或在室内设置多层水平隔板。
①设计型计算
已知 qV 、 、 、 P 、d P,min ，计算 A 。
②操作型计算
已知 A 、 、 、 P 、d P,min，核算qV ； 或已知 A 、qV 、 、 、 P ，求 d P,min 。
当然大大加快沉降分离过程。
5.3.2离心沉降设备
旋风分离器是利用离心沉降原理从气流中分离出颗粒的设备。如图所示，上 部为圆筒形、下部为圆锥形；含尘气体从圆筒上侧的矩形进气管以切线方向进入， 藉此来获得器内的旋转运动。气体在器内按螺旋形路线向器底旋转，到达底部后 折而向上，成为内层的上旋的气流，称为气芯，然后从顶部的中央排气管排出。 气体中所夹带的尘粒在随气流旋转的过程中，由于密度较大，受离心力的作用逐 渐沉降到器壁，碰到器壁后落下，滑向出灰口。
5.3.2离心沉降设备
靠近旋风分离器排气管的顶部旋涡中带有不少细小 粉粒，在进口主气流干扰下较易窜入排气口逃逸。提高 分离效率的另一途径是移去顶部旋涡造成的粉尘环，为 此而设计的XLV/B型旋风分离器见图。此种旋风分离器 的结构特点是进气口低于器顶下一小段距离，且在圆柱 壳体的上部切向开有狭槽，用旁通管将带粉粒的顶旋涡 引至分离器下部锥体内。不但提高了分离效率，还降低 了旋风分离器的阻力。若没有旁路，有人做过实验，堵 死旁路 20%。
p
u
2 i
2
除了上述两个性能指标外，有的教材还介绍了另外一个性能指标，即临界直 径 d c ，d c 指旋风分离器能够分离的最小颗粒直径。
5.3.2离心沉降设备
实验结果表明：D ， u ，锥体长度H 2 ， 。粗短形旋风分离器在 p 一定时，处理量大；细长形旋风分离器 p ，但 ，从经济角度看一般 可取进口气速 u 15 ~ 25m/ s。若处理量大，则可采用多个小尺寸的旋风分 离器并联操作，这较用一个大尺寸的旋风分离器可望获得更高的效率，同 样原因，投入使用的旋风分离器处于低气体负荷下操作是不适宜的。
颗粒自由沉淀实验报告
颗粒自由沉淀实验报告
实验目的：
通过颗粒自由沉淀实验，探究颗粒在不同条件下的沉淀规律，了解颗粒在液体中的沉降特性。
实验原理：
颗粒自由沉降是指在液体中，颗粒受到重力作用而自由下沉的过程。
根据斯托克斯定律，颗粒自由沉降速度与颗粒直径、密度、液体粘度以及重力加速度有关。
在实验中，我们将通过调整颗粒的直径、液体的粘度和颗粒的密度，来观察颗粒自由沉降的规律。
实验材料和方法：
材料，玻璃试管、颗粒样品（如沙子、铁粉等）、不同浓度的液体（如水、盐水等）；
方法：
1. 将玻璃试管填满不同浓度的液体；
2. 将颗粒样品均匀地撒入试管中；
3. 观察颗粒在液体中的沉降情况，并记录下时间和沉降距离。
实验结果与分析：
经过一系列实验，我们发现颗粒自由沉淀的速度与颗粒直径成正比，与液体粘度成反比。
颗粒密度对沉降速度的影响较小。
在相同液体中，颗粒直径越大，沉降速度越快；而在相同颗粒直径下，液体粘度越大，沉降速度越慢。
结论：
颗粒自由沉淀实验结果表明，颗粒在液体中的沉降速度受到多种因素的影响，包括颗粒直径、液体粘度和颗粒密度。
通过实验，我们可以更加深入地了解颗粒在液体中的运动规律，为相关领域的研究提供重要参考。
实验中的注意事项：
1. 实验过程中要注意操作规范，避免颗粒样品的飞溅和液体的溅出；
2. 实验结束后要及时清理试验台和玻璃试管，保持实验环境整洁；
3. 实验中要注意安全，避免发生意外。
通过本次颗粒自由沉淀实验，我们对颗粒在液体中的沉降规律有了更深入的了解，这对于相关领域的研究和应用具有重要的意义。
希望本次实验能够为相关领域的研究工作提供一定的参考价值。
颗粒自由沉降实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除颗粒自由沉降实验报告篇一：颗粒自由沉降实验颗粒自由沉淀实验一、实验目的1、过实验学习掌握颗粒自由沉淀的试验方法。
2、进一步了解和掌握自由沉淀的规律，根据实验结果绘制时间－沉淀率（t-e）、沉速－沉淀率（u-e）和ct/co~u 的关系曲线。
二、实验原理沉淀是指从液体中借重力作用去除固体颗粒的一种过程。
根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉淀过程分为自由沉淀、沉淀絮凝、成层沉淀和压缩沉淀等4类。
本实验是研究探讨污水中非絮凝性固体颗粒自由沉淀的规律。
实验用沉淀管进行。
设水深为h，在t时间内能沉到深度h颗粒的沉淀速度vh/t。
根据给定的时间to计算出颗粒的沉速uo。
凡是沉淀速度等于或大于u0的颗粒在t0时就可以全部(:颗粒自由沉降实验报告)去除。
设原水中悬浮物浓度为co则沉淀率＝(co-ct)／c0×100%在时间t时能沉到深度h颗粒的沉淀速度u:u=(h×10)／(t×60)(mm／s)式中：c0——原水中所含悬浮物浓度，mg/lc1————经t时间后，污水中残存的悬浮物浓度，mg/l;h——取样口高度cm;t——取样时间，min。
三、实验步骤1、做好悬浮固体测定的准备工作。
将中速定量滤纸选好，放入托盘，调烘箱至105±1℃，将托盘放入105℃的烘箱烘45min,取出后放入干燥器冷却30min，在1/10000天平上称重，以备过滤时用。
2、开沉淀管的阀门将软化淤泥和水注入沉淀管中曝气搅拌均匀。
3、时用100ml容量瓶取水样100ml(测得悬浮物浓度为c0)记下取样口高度，开动秒表。
开始记录沉淀时间。
4、时间为5、10、15、20、30、40、60min时，在同一取样口分别取100ml水样，测其悬浮物浓度为（ct）。
5、一次取样应先排出取样口中的积水，减少误差，在取样前和取样后必须测量沉淀管中液面至取样口的高度，计算时采用二者的平均值。
颗粒自由沉淀的实验原理
颗粒自由沉淀的实验原理
颗粒自由沉淀的实验原理是利用重力的作用使颗粒在液体中自由沉降，通过观察颗粒在不同时间点的沉降高度，可以得到颗粒沉降速度与时间的关系，从而推断颗粒的颗粒直径或密度。
在实验中，首先将颗粒悬浮在液体中，然后从固定高度将颗粒悬浮液倒入一个透明的垂直圆柱形容器中，例如沉淀管。
接下来，观察颗粒在不同时间点的沉降高度，可以使用标尺或刻度盘来测量。
根据斯托克斯定律，当颗粒的大小远远大于液体分子时，颗粒在稳态下以一个恒定速度沉降。
该速度称为终端沉降速度，可以根据颗粒的直径、形状和密度等属性计算得到。
通过比较实验观测的沉降高度与理论计算得到的沉降速度，可以得到颗粒的直径或密度信息。
需要注意的是，颗粒自由沉淀的实验原理是基于一些假设，如忽略颗粒之间的相互作用力、颗粒和液体间的表面张力等。
在实际应用中，还需要考虑这些因素对实验结果的影响，并结合其他方法进行分析和验证。
实验三、自由沉降实验
实验三 自由沉降实验一、实验目的1、通过实验加深对自由沉降的概念、特点、规律的理解。
2、掌握颗粒自由沉淀实验方法，根据实验结果绘制沉降速度分布曲线。
二、实验原理沉淀是指从液体中借重力作用去除固体颗粒的一种过程。
根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉淀过程分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等4类。
颗粒在自由沉淀过程中呈离散状态，互不结合，其形状、尺寸、密度等物理性质均不改变，下沉速度恒定，在水流中的沉降轨迹是直线。
自由沉降多发生在悬浮物浓度不高情况下，如沉砂池及初沉池中的初期沉降。
为便于分析，假定：①沉降颗粒为球形，其大小、形状及质量在沉降过程中均不发生变化；②水处于静止状态，且为稀悬浮液。
自由沉降过程可以由斯托克公式进行描述，即2118s gu gd ρρμ-=••式中 u ——颗粒的沉速； ρg——颗粒的密度；ρ——液体的密度； µ——液体的粘滞系数；g ——重力加速度； d ——颗粒的直径；废水中悬浮物组成十分复杂，颗粒形式多样，粒径不均匀，密度也有差异，采用斯托克公式计算颗粒的沉速十分困难，因而对沉降效率、特性的研究，通常要通过沉降实验来实现。
实验可以在沉降柱中进行，方法如下：取一定直径、一定高度的沉降柱，在沉降柱中下部设有取样口，如图所示，将已知悬浮物浓度C0的水样注入沉降柱，取样口上水深（取样口与液面间的高度）为h0，在搅拌均匀后开始沉降实验，并开始计时，经沉降时间t1，t2，….ti 从取样口取一定体积水样,分别计下取样口高度h,分析各水样的悬浮物浓度C1,C2,…..Ci ,同时计算：①残余悬浮物量Pi=Ci/C0,式中 Ci——ti时刻悬浮物质量浓度（mg/L），C0——原水样悬浮物的浓度（mg/L）；②沉降速度Ui=H/tiH——取样口高度（m）； U——沉降速度（cm/min）；ti——沉降时间（min）；注意问题：1、每从管中取一次水样，管中水面就要下降一定高度，所以，在求沉降速度时要按实际的取样口上水深来计算。
实验一颗粒自由沉降实验数据整理方法
实验一颗粒自由沉降实验数据整理方法颗粒自由沉降实验是研究颗粒在液体中沉降速度与颗粒特性之间关系的一种常用实验方法。
通过测量颗粒随时间的沉降高度或沉降速度，可以得到颗粒的沉降规律及其相关参数。
在进行颗粒自由沉降实验时，数据整理的正确与否对于实验结果的准确性和可靠性具有重要的影响。
下面将介绍一种较为常用的颗粒自由沉降实验数据整理方法。
1.实验装置及步骤颗粒自由沉降实验通常需要以下装置：透明的玻璃柱、搅拌器、容量瓶、天平、计时器等。
实验步骤一般为：在容量瓶中加入特定浓度的颗粒溶液并将其搅拌均匀，然后将溶液倒入玻璃柱中。
在计时器的计时下，记录颗粒沉降高度或测量颗粒沉降速度。
2.数据记录颗粒自由沉降实验中，应注意以下数据的记录：(1)时间t：记录开始沉降的时间，可使用计时器进行计时。
(2)颗粒沉降高度h：在实验过程中，间隔一定时间可以记录颗粒的沉降高度，在每次记录时需要观察并测量玻璃柱上颗粒最上端的位置，将其与柱口或柱底之间的距离作为颗粒的沉降高度h。
(3)颗粒沉降速度v：可以根据颗粒沉降高度的变化量与时间的变化量计算出沉降速度，即v=(h2–h1)/(t2–t1)。
其中，h2和h1分别为两个记录时刻的颗粒沉降高度，t2和t1为对应的时间。
3.数据整理数据整理主要包括以下几个方面：(1)绘制沉降曲线：将颗粒的沉降高度h作为纵轴，时间t作为横轴，将每次记录的数据绘制成曲线。
通过观察曲线的形态和变化趋势，可以初步判断颗粒的沉降规律。
(2)计算平均沉降速度：将实验过程中所有记录的颗粒沉降速度进行求和，然后除以实验次数，得到平均沉降速度。
平均沉降速度可以作为评价颗粒沉降速度的指标之一(3)分析颗粒沉降规律：通过观察沉降曲线和计算得到的平均沉降速度，可以分析颗粒的沉降规律及其与颗粒特性之间的关系。
例如，当颗粒的沉降速度与浓度、粒径等因素有关时，可以绘制速度与这些因素的关系曲线，来研究影响颗粒沉降速度的因素。
4.数据处理根据实验的具体要求和研究目的，可以进行进一步的数据处理和分析。
化工原理-沉降
例3.2
1）理论最小沉降颗粒直径（临界粒径）
18
（斯托克斯区）
d pc
多级降尘室的dpc更小 多级降尘室的水平隔板数 = N-1
qv NWLut
三、离心沉降
惯性离心力实现的沉降过程
离心沉降速度
切向速 度=rw
4d p ( p ) ui 2 ur 3 r
4d p ( p ) g 3
一、球形颗粒的自由沉降 ----重力沉降
沉降颗粒的受力情况： 重力
Fg
曳力Fd
浮力
曳力
Fb
6
6
d p pg
3
d p 3 g
Fd Ap
曳力 系数
u
2
2
牛顿第二定律
du d p ( p )g d p ( ) ma p d 6 dt 6 4 2 加速段 u 曳力
重力沉降速度的计算
假设沉降 试差法： 属于某一 流型
先假设处于 斯托克斯区 Re＜2 Re > 2
计算沉 降速度
核算 Re
dut Re
d 2 s ut g 18
ut 为所求 假设处于 阿伦区
例题： 3-1 再计算 p94 和判断
其它方法简介： 无因次判据法： 计算判据K 的值 由K值确 定沉降所 属区域
标准旋风 分离器： h=D/2， b=D/4， n=5， ξ=8
相关应用：
临界粒径、压强降的计算p100例 3-3
24 Re
10 Re
0.44
已知：
ut
4 gd p ( p ) 3
代入上式：
颗粒自由沉淀实验报告
颗粒自由沉淀实验报告实验目的：本实验旨在通过观察和研究颗粒在液体中的沉降过程，了解颗粒自由沉淀的原理和规律。
实验器材：1. 透明玻璃容器：用于放置液体和颗粒；2. 液体：选择适当的液体，如水或酒精；3. 颗粒：选择不同大小、形状或密度的颗粒，如沙子、小石子或铁屑；4. 实验室天平：用于测量颗粒的质量；5. 实验室计时器：用于计时。
实验步骤：1. 准备工作：清洁玻璃容器，确保无沉积物或污渍；2. 将适量液体倒入玻璃容器中，使液体高度超过颗粒高度；3. 将颗粒轻轻撒入液体中，确保均匀分布；4. 开始计时，观察颗粒的沉降过程；5. 记录颗粒开始沉降的时间，并记录每个固定时间间隔下颗粒的位置或高度；6. 持续观察和记录，直到颗粒完全沉降或沉降速度变得非常缓慢。
实验结果与分析：通过实验观察和记录，我们得到了颗粒自由沉降的数据。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 颗粒的沉降速度与颗粒的大小、形状和密度有关。
一般来说，较大、较重的颗粒沉降速度更快。
这是因为较大的颗粒受到的阻力较小，重力起主导作用，使其沉降速度较快。
2. 随着时间的推移，颗粒的沉降速度逐渐减小。
这是因为颗粒在液体中沉降时会扰动液体，形成一个类似于涡流的结构，增加了阻力。
同时，随着颗粒沉降，液体中颗粒的浓度也逐渐增大，导致颗粒间相互碰撞，进一步增加了阻力，从而使沉降速度减小。
3. 不同颗粒之间可能存在分层现象。
在实验过程中，我们观察到较大颗粒往往比较容易沉降到底部，而较小颗粒则更容易分散在液体中。
这是因为颗粒的大小和密度不同，使其受到的阻力和重力也有所不同，导致沉降速度的差异。
实验结论：通过本次实验，我们了解了颗粒在液体中的自由沉降过程。
我们发现颗粒的沉降速度与颗粒的大小、形状和密度有关，随着时间的推移，沉降速度逐渐减小，并且不同颗粒之间可能存在分层现象。
这些结论对于理解颗粒自由沉降的原理和应用具有重要意义。
颗粒自由沉降在许多领域都有应用，例如环境工程中的颗粒去除、颗粒分离和颗粒传输等。
颗粒自由沉降实验
1.5 实验记录
原水记录 静沉时间（min）
5
原始数据记录表
浊度： NTU，水温： ℃，pH值：
取样点编号
浊度（NTU） 沉淀高度Hi（m）
10理
浊度去除率η的计算
序号 1
u0 P0 1- P0 △P us us·△P ∑us·△P
∑us·△P u0
η=（1- P0 ）+
∑us·△P u0
2
……
5）根据上述计算结果，以η为纵坐标，分别以u和t为横坐标，绘制 η ~u，η~t关系曲线 。
1.7 思考题
1. 绘制自由沉淀静沉曲线的方法和意义。 2. 沉淀柱有效水深分别为H=1.2m和H=0.9m，两组实验结果是否
一样，为什么？ 3. 利用上述实验资料，按照下式计算去除率η：
η=（Ci - C0）/C0×100% 计算不同沉淀时间t的沉淀效率，绘制η ~u，η~t关系曲线 ，和 上述整理结果对照，指出上述两种整理方法结果的适用条件。
3）以颗粒沉速 ui为横坐标，以 Pi为纵坐标，在坐标纸上绘制 P~u关系曲线。
4）利用图解法列表计算不同沉速时，浊度的去除率。
1.6 实验结果整理
实验数据整理表
沉淀高（cm）
沉淀时间（min）
0
5 10 20 30 60 120
水样浊度（NTU）
计算用浊度（NTU） 未被去除颗粒百分比Pi
颗粒沉速（mm/s）
实验2
颗粒自由沉降实验
1.1 实验目的
加深对自由沉淀的特点、基本概念及沉淀规律 的理解。 掌握颗粒自由沉淀实验的方法，绘制颗粒自由 沉淀曲线。
颗粒的自由沉降速度
颗粒的自由沉降速度
摘要：
I.自由沉降速度的定义
A.又称终端速度
B.颗粒在流体中的运动速度
II.影响自由沉降速度的因素
A.颗粒和流体的特性
B.干扰沉降
C.端效应
D.分子运动
E.非球形颗粒
F.液滴或气泡的运动
III.自由沉降速度的应用
A.颗粒分离技术
B.环保和废水处理
C.材料科学和工程
正文：
颗粒的自由沉降速度是指在没有任何外力干扰的情况下，颗粒在流体中由于重力作用而产生的沉降速度。
这个速度也被称为终端速度，是颗粒在流体中重力沉降的最大速度。
影响颗粒自由沉降速度的因素有很多，其中颗粒和流体的特性是决定性因
素。
比如，颗粒的密度和形状，以及流体的粘度和密度等，都会对自由沉降速度产生影响。
此外，干扰沉降、端效应、分子运动、非球形颗粒以及液滴或气泡的运动等因素也会对自由沉降速度产生影响。
自由沉降速度在实际应用中有着广泛的应用。
比如，在颗粒分离技术中，通过控制颗粒的自由沉降速度，可以实现颗粒的有效分离。
在环保和废水处理领域，自由沉降速度也是重要的参数，可以用来预测和控制污染物的沉降速度。
颗粒的自由沉降速度
颗粒的自由沉降速度
摘要：
1.颗粒自由沉降速度的定义
2.颗粒自由沉降速度的计算
3.影响颗粒自由沉降速度的因素
4.颗粒自由沉降速度的应用
正文：
颗粒的自由沉降速度是指在静止流体中，颗粒不受其他颗粒干扰时，相对于流体的运动速度。
它通常用于描述颗粒在流体中的沉降过程，是颗粒沉降过程中的一个重要参数。
颗粒自由沉降速度的计算通常采用斯托克斯公式。
该公式考虑了颗粒的形状、密度、流体的粘度等因素，可以较为准确地计算出颗粒在流体中的自由沉降速度。
在计算过程中，需要确定颗粒的体积和质量，以便计算出颗粒所受的重力和浮力。
当颗粒在流体中沉降时，重力和浮力之间的差值即为颗粒所受的合力，这个合力决定了颗粒的加速度。
当颗粒的加速度为零时，颗粒的沉降速度达到最大，即所谓的终端速度。
影响颗粒自由沉降速度的因素主要有颗粒的形状、密度、流体的粘度等。
颗粒的形状和密度决定了颗粒所受的重力和浮力的大小，而流体的粘度则影响了颗粒在流体中的运动阻力。
在实际应用中，通常需要综合考虑这些因素，以计算出颗粒的自由沉降速度。
颗粒自由沉降速度的应用广泛，例如在旋风分离器中，通过控制颗粒的自
由沉降速度，可以实现颗粒与流体的有效分离。
空气中颗粒物沉降估算法
s ，则 ut
其它条件相同时，密度大的颗粒先沉降。
◆ 沉降速度计算
① 层流区
Rep
1，
24 Rep
斯托 (S克 to )公 k斯 e式 utsds 2 ： ( 1 s 8 )g
② 过渡区
1Rep100， 01Re08..p56
阿(A 伦 l)l公 en:u 式 t 0.27ds(s )ge 0 R .6 p
沉降速度：
ur
d
2 c
su
2
18rm
沉降时间：
r
B ur
18rmB dc2su2
设：气体旋转圈数 N，则气流运行距离 2rmN
气体停留时间： 2rmN
u
颗粒分离条件： r
临界粒d径 c ：N 9Bus
对常用形式的 器旋 ： u1风 0~2分 5m/离 s,N3~5
将上式代入Rep中，得到：
Repdtu118ds3g(2s)
1
令： kds( s 2 )g 3
则：Rep
1k 18
令 Rep 1 则 k 2.62
层流区：k 2.62 采用斯托克斯公式 过渡区2 ： .62k60.1 采用阿伦公
湍流区6： 0 .1k2364采用牛顿
(3) 离心沉降机 ▲ 分离液-固非均相混合物 ▲ 特点：转速可以根据需要调整， 适用于分离困难的体系， ▲ 常用的离心沉降机：转鼓式离心机、蝶片式离心机等。
转鼓式离心沉降机：
1－固体 2－液体
蝶片式离心机：
用 途：分离乳浊液和从液体中分离少量极细的固体颗粒， 广泛用于润滑油脱水、牛乳脱脂、饮料澄清等。
离心沉降速度ur：随颗粒旋转半径 r 变化 。
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自由沉淀实验实验指导书
城乡建设学院市政与环境工程系
2013.10
自由沉淀实验
一、实验目的
水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程称为沉淀。
沉淀可分为四种基本类型，即自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀。
自由沉淀用以去除低浓度的离散性颗粒如沙砾、铁屑等。
这些杂质颗粒的沉淀性能一般都要通过实验测定。
本实验采用测定沉淀柱底部不同历时累计沉淀泥量方法，找出去除率与沉速的关系。
希望达到以下目的：
1、了解和掌握自由沉淀的规律，根据实验结果绘制时间-沉淀率（t-E ），沉速-沉淀率（u-E ）
和
u c c o
t
的关系曲线 2、 通过实验，掌握颗粒自由沉淀的实验方法； 3、比较累计沉淀泥量法与累计曲线法的共同点； 4、加深理解沉淀的基本概念和杂质的沉降规律。
二、实验装置及材料
沉淀柱尺寸：φ150 mm ×2000 mm 数量4根 最大进水速度：3000L/H 配套实验装置有：
1、PVC 配水箱1个
2、不锈钢潜水泵1台
3、搅拌混合器1套
4、配水管阀门1套
5、水泵循环阀门套
6、各沉淀柱进水阀门1套
7、各沉淀柱放空阀门1套
8、排水管1套
9、取样口 10、沉淀柱4根 11、溢流管 12、固定支架1个 13、连接的管道、阀门、开关等若干。
整体外形尺寸：1200mm ×800mm ×2300mm
测定悬浮物的设备（用户自备）
分析天平，具塞称量瓶、烘箱、滤纸、漏斗、量筒、烧杯等 水样（用户自备）
实际工业废水或粗硅藻土等配制水样
三、实验步骤
1、打开沉淀管的阀门将污水注入沉淀管，然后打开进气阀门，曝气搅拌均匀。
2、关闭进气阀，此时取水样100mL （测得悬浮物浓度Co ），同时记下取样口高度，开启秒
表，记录沉淀时间。
3、当时间为1min 、3 min 、5 min 、10 min 、15 min 、20 min 、40 min 、60 min 时，分别取样
100mL ，测其悬浮位浓度（Ct ）。
记录沉淀柱内液面高度。
4、测定每一沉淀时间的水样悬浮物固体量。
悬浮性固体的测定方法如下：首先调烘箱支
（105±1）℃，叠好滤纸放入称量瓶中，打开盖子，将称量瓶放入105℃的烘箱烘至恒
重。
5、然后将已恒重好的滤纸取出放在玻璃漏斗中，过滤水样，并用蒸馏水冲净，使滤纸上得到全部悬浮性固体，最后将带有滤渣的滤纸移入称量瓶，烘干支恒重。
悬浮性固体计算
悬浮性固体含量
()()
L
/
mg
V
10
1000
c1
2
⨯
⨯
-
=
ω
ω
式中ω1——称量瓶+ 滤纸质量，g
ω2——称量瓶+ 滤纸+悬浮性固体的质量，g
V——水样体积，100mL。
实验数据记录下表
四、实验相关知识点
沉淀是借重力作用从液体中去除固体颗粒的一种过程。
根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉淀过程分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等四类。
本实验对污水中非絮凝性固体颗粒自由沉淀的规律进行了研究探讨。
实验用装置见图，
设水深为h，在t时间能沉到h深度颗粒的沉速u=h/t。
根据给定的时间t0，计算出颗粒的沉速u0。
凡是沉淀速度等于或大于u0的颗粒，在t0时都可全部去除。
设原水中悬浮物浓度为c0(mg/L)，则与沉淀历时t i相对应的悬浮物沉淀效率百分率为
%100c c c E 0
t
0⨯-=
其中不同沉淀时间t i 时，沉淀柱未被去除的悬浮物百分比为
%100c c Pi 0
i
⨯=
沉淀试验时，可算出H 对应的时间t 的颗粒沉速为
()s /mm t H u i
i
i =
从而可绘出u-E 、t-E 及u-P 的曲线，其形式见图
五、实验数据及结果整理
（1） 实验基本参数整理
实验日期 水样性质及来源 沉淀柱直径D= 柱高H=
水温/℃ 原水SS 浓度（mg/L ） 沉淀柱管及其管道连接草图 （2）实验数据整理 将实验数据按表整理
颗粒自由沉淀数据整理表
六、思考题
根据实验所得曲线，分析推导相应于沉淀时间ti 的悬浮固体去除百分率
()dp u u p 1E 0
P 0
s
0⎰
+-=。