沉降过程3
前陆盆地挠曲沉降和沉积过程3-D模型研究
认 识 的不 断加 深 和计 算 技 术 的 提 高 ， 现 了前 陆盆 出
地 的 三 维 （ － 模 拟 （ ｒｉ Ｃ ｓｅｌｎ ｓ ０ ２ 。 ３Ｄ） Ｇａｃ — ａｔｌ ｏ ，２ ０ ） ａ ａ
研 究 发 现 ，一 ３Ｄ模 拟 应 用 进 一 步 提 高 了人 们 对 前 陆 盆 地形 成 过程 的认 识 ， 别 是 加 深 了受 控 于周 缘 多 特
荷 的几何 形态 的 改 变 ， 而 导致 岩 石 圈 弹 性 挠 曲 沉 进
１ 地 质 力 学 模 型
１ １ 弹性 挠 曲方 程 ．
位 于 软流 圈之 上 的薄弹 性板块 的垂 向挠 曲度 ｗ
（ ，Ｙ Ｘ ）的 微 分 方 程 可 以 用 下 式 表 述 （ ａ ａｌ Ｒ ｎｌ， ｉ
１ ９ ） ９５ ： Ｄ
地表 过 程之 间 的相互作 用 与联 系 。这种 相互 作用 与 联 系体 现在 ： 由于褶 皱 冲 断 带 的 负荷 作 用 导 致 岩 石 圈挠 曲沉 降 ， 为前 陆 盆 地提 供 可容 纳 空 间 和 充 足 的 物源 ， 地表 地质 作 用 过程 导致 构 造 负 荷 和 沉 积 负 而
ｄＺ ‘
降或 回跳 隆 升 和 前 隆 区 隆 起 的 幅 度 加 大 或 降 低 。 Ｂ ａ ｍｏ ｔ１ ８ ） Ｊ ｒａ （ ９ １ 利 用 ２Ｄ挠 曲模 ｅｕ ｎ（９ １ 和 ｏｄｎ １８ ） 一
型对 北美 西部 晚 白垩世 前 陆 盆 地 进 行 了 定 量分 析 ， 随后 许多 地质 学家 对前 陆盆 地沉 降 和沉积 过程 的定 量 模 拟 做 出 了 重 要 贡 献 （ ｌｍｉｇ ｔａ． ９ ９ Ｆ ｅ ｎ ｓ ｅ １ ，１ ８ ，
前 陆盆 地是 在造 山带 负荷 作用 下 岩石 圈挠 曲而
3.3 离心沉降
③压强降：
衡量旋风分离器好坏的指标
压强降产生的因素：进出口管壁摩檫、运动等
p f
u
2
2 i
（3—19）
4）旋风分离器的选型：
依据：
生产能力：适合的生产能力 效率 粗短形的除尘效率低，阻力小适于大风 量，低阻力和粗半径要求； 细长形除尘的效率高，阻力大，操作费 用大； 压强降：消耗太大能量（压降大）不用。 气体性质：入口气速选为12.25m/s，入口的含尘 浓度高，效率增加，阻力下降。
①临界粒径dc ：
能被旋风分离器分离下来的最小颗粒直径。
9 B dc N eui s
式中： B——进气口宽度 m； μ——气体粘度 Pa· s； Ne ——气体旋转的有效圈数 ； u——进气口处的气速 m/s； ρs——颗粒的密度 kg两种表示方法：
2 4
（3—12）
指向圆心 ur ——颗粒与流体在径向上的相对速度，m/s ； 上述三个力达到平衡时：
u 3 u u d d s d 0 6 R 6 R 2 4
3 2 T 2 T 2 r 2
（3—13）
平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速度 ur 便是它在此位置上的离心沉降速度。 上式（3—13）对ur 求解得：
2、旋液分离器 1）结构： 细长、半径小、离心加速度大、长分离 时间、路径长。
2）作用：
浓缩悬浮液。
End
3.3
定义：
离心沉降
依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程 称为离心沉降 。 重力沉降并不是所有小颗粒都能沉降， 当粒子直径小到一定程度时，沉降很慢或根本 不能沉降，此时用离心沉降则可取得较满意的 结果。
3.3.1 离心沉降速度ur
3 土的压缩性及沉降
研究饱和粘土在一定
压力作用下的沉降随
时间变化的规律。
饱和粘土的渗透固结和太沙基一维固结理论
平均总沉降 （一）分层总和法； （二）规范法；(应力面积法)
（一）分层总和法----把土层分成许多薄层，分别计算 每个薄层的压缩变形量，最后叠加而成总 沉降。
假定：土层在自重压力作用下沉降早已完成；p 在荷载应力作用下，土层只产生垂直变形，无 侧向膨胀； a或Es 采用基底中心点下的附加应力计算地基的变形 量； p k p 计算一定深度内的沉降量；（压缩层厚度）
E0
p
压缩层厚度hc的确定方法：
hc
自重应力qz 5 z (软弱地基 10 z )
z 0.2qz (软弱地基0.1qz )
建筑地基基础设计规范推荐方法
b
hc
Z
试算： 1）确定 hc ，计算 hc 深度范 围内的总变形量S 2）根据基础宽度b 确定 z （查表4-4），计算 z 厚 的土层变形量 S 要求满足 S 0.025 S 否则调整 hc 大小再验算
103 68.6 46.1 32.3 23.6 1
81.6 88.4
21.1 16.5
e1 e2 s h0 1 e1
粉土
建筑地基基础设计规范
_ _ p0 S s Si s [ zi i z(i 1) (i 1) ] i 1 Esi
土的压缩系数：
e a p
(m 2 / kN或kPa1 ）
a 1-2
压缩曲线
压缩模量Es（kPa、MPa）与压缩系数a的关系：
E s1- 2
1 e0 a1 2
e1 e2 Cc 压缩指数Cc p2 lo g p1
3第三章-重力沉降法解析
其他辐流式沉淀池
辐流式沉淀池设计要点
• 沉淀池面积按过流率计算 A=Q/u • 池深按停留时间计算 H=ut • 污泥斗坡度0.05~0.10
旋流沉砂池 利用机械力掌握水流流态与流速、加速砂粒沉淀并
使有机物随水流走
1.電機 2.主軸 3.車葉 4.固定支架 5.排水孔 6.注氣管 7.注水管
高斯美 DP系列旋流沉砂池
沉淀池
• 沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式。 • 依据运行方式：分为间歇式、连续式 • 间歇式：进水、静置、排水 • 连续式：连续不断流入和排出 • 通常通常辐流式适合于大规模，竖流式适合于小规模，
取最大流量时水在池内的水平流速为0.1m/s， 则水流断面积A= Q/u＝1/ 0.1＝10〔m2〕
设计有效水深取2.5m，则池宽B＝10/2.5＝4〔m) 池长L ＝V/A＝180/10＝18〔m〕 取每立方污水所需曝气量为0.1m3空气，所需每小时总曝气量： q＝0.1(m3 air/m3 ww) × 1(m3 ww/s)× 3600 (s/hr)＝360m3
u0
Q A
q
q: 沉淀池的外表负荷或过 流率—单位时间内通过沉 淀池单位外表积的流量。
对于絮凝沉降: 颗粒间并聚变大或 ρ s增大, u也随之增大。其运动轨迹发生变化：
us L gd2 18
进
出
口
流
区
区
絮凝沉降颗粒运动轨迹
污泥区
但是，为保守起见，沉降效率依然按照：
(1x0)
x0 0
u u0
dx
沉砂池
• 去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒 • 一般位于泵站之前或初沉池之前 • 使水泵、管道免受磨损和堵塞 • 减轻沉淀池的无机负荷 • 改善污泥的流淌性，以便于排放、输运。 • 工作原理：重力分别/离心力分别 • 设计原则与主要参数：传统设计针比照重为2.65、粒径为
化工原理第三章离心沉降
d
3 P
ut2 r
阻
力=
d
2 P
u
2 r
42
7/1/2019
当三力达到平衡时，则：
6
d
3 P
P
ut2 r
6
d
3 P
ut2 r
d
2 P
4
ur2
2
0
【定义】颗粒在径向上相对于流体的运动速度 ur 便
是此位置上的离心沉降速度。可推得：
径向速度
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ur
4dP P ut2
3 r
切向速度
——离心沉降速度基本计算式
2、离心沉降速度与重力沉降
3
ur
4dP P ut2
3 r
【表达式】重力沉降速度公式中的重力加速度改为 离心加速度；
【数值】重力沉降速度为颗粒运动的绝对速度，基 本上为定值；离心沉降速度为绝对速度在径向上的 分量，随颗粒在离心力场中的位置（r）而变。
往往很大）
7/1/2019
旋风分离器的技术规格
规格型号
CZT-3.9 CZT-5.1 CZT-5.9 CZT-6.7 CZT-7.8 CZT-9.0
7/1/2019
进口风速 m/s
11－15 11－15 11－15 11－15 11－15 11－15
风量 m3/h
790-1080 1340-1820 1800-2450 2320-3170 3170-4320 4200-5700
清液或含有微细颗粒的液体则从顶部的中心管排出称为溢送至配碱岗位回收液送盐水工序效蒸发器电解液电解液大罐加料泵螺旋式预热器效蒸发器效蒸发器效蒸发器旋液分离器中间槽段蒸发器冷却器澄清槽高位槽离心机加料槽烧碱生产蒸发流程图20161262016126结构特点是直径小而圆锥部分长
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）。
3-2地基沉降典型范例
3 地基应力和沉降典型范例【例3-1】有一矩形基础放置在均质粘性土层上,如图所示。
基础长度l=10m，宽度b=5m，埋置深度d=1.5m，其上作用着中心荷载P=10000kN。
地基土的天然湿重度为20kN/m3，土的压缩曲线如图所示。
若地下水位距基底2.5m，试求基础中心点的沉降量。
【解题思路】本例题是典型的利用现有地基沉降量计算规范法计算建筑物地基沉降的算例，在计算中主要把握好规范法计算各个步骤，计算公式应用正确。
具体步骤可以见教材说明。
【解答】（1）基底附加压力由l/b=10/5=2<10可知，属于空间问题，且为中心荷载，所以基底压力为基底净压力为（2）对地基分层因为是均质土，且地下水位在基底以下2.5m处，取分层厚度H i=2.5m。
（3）各分界层面的自重应力计算（注意：从地面算起）根据分界层面上自重应力，绘制自重应力分布曲线，如图所示。
（4）各分界层面的附加应力计算该基础为矩形，属空间问题，故应用“角点法”求解。
为此，通过中心点将基底划分为4块相等的计算面积，每块的长度l1=5m，宽度b1=2.5m。
中心点正好在4块计算面积的公共角点上，该点下任意深度z i处的附加应力为任一分块在该处引起的附加应力的4倍，计算结果如下表所示。
附加应力计算成果表 位 置 z i z i/b l/b Kc0 0 0 2 0.2500 170 1 2.5 1.0 2 0.1999 136 2 5.0 2.0 2 0.1202 82 3 7.5 3.0 2 0.0732 50 4 10.0 4.0 2 0.047432 512.55.020.032822根据分界层面上附加应力，绘制附加应力分布曲线，如图所示。
（5）确定压缩层厚度从计算结果可知，在第4点处有 ，所以，取压缩层厚度为10m 。
（6）计算各分层的平均自重应力和平均附加应力 （7）初始孔隙比和压缩稳定后的孔隙比层 次平均自重应力 （kPa ） 平均附加应力 （kPa ） 加荷后总的应力（kPa ） 初始孔隙比压缩稳定后的孔隙比Ⅰ 55 153 208 0.935 0.870 Ⅱ 94 109 203 0.915 0.870 Ⅲ 122 66 188 0.895 0.875 Ⅳ 150 41 191 0.885 0.873（8）计算地基的沉降量分别计算各分层的沉降量，然后累加即地基最终沉降量【例3-2】柱荷载F=1190kN，基础埋深d=1.5m，基础底面尺寸l×b＝4m×2m；地基土层如图所示，试用《地基规范》方法计算该基础的最终沉降量。
第3章 沉降与过滤-化工原理讲解
dr d p2 ( p ) r 2 d p2 ( p ) ui2
d
18
18 r
分离变量，积分求得沉降时间；
60
沉降时间 ≤ 颗粒旋转n圈（平均半径rm)的停留时间：
d pc 3
b n( p )ui
ui ——进口气流的流速，m/s
b——入口宽度，m n ——气流旋转的圈数, 计算时通常取n=5。
20 2 9.81 0.3
136
48
二、 离心沉降速度
切向速度 u
合
径向速度 ur 合成u合
dr
ur d
49
离心力：FC
m
u2 r
6
d p3 p
u2 r
径向向外
浮力：
Fb
6
d p3
u2 r
指向中心
阻力：
Fd
A ur2
2
4
d
2 p
ur2
2
指向中心
受力平衡时，径向速度ur为该点的离心沉降速度。
61
d pc 3
b n( p )ui
33
沉降室设计
一定粒径的颗粒，沉降室的生产能力只与与底面积
WL和 utc有关，而与H 无关。
故沉降室应做成扁平形，或在室内均匀设置多层隔板。 气速u不能太大，以免干扰颗粒沉降，或把沉下来的
尘粒重新卷起。一般u不超过3m/s。
34
净化气体
含尘气体 粉尘 隔板
多层隔板降尘室示意图
若加入n个隔板，则： qV (n 1)WLut
4
d p2
u2
2
高三地理大气受热过程试题答案及解析
高三地理大气受热过程试题答案及解析1.读“世界某区域图”(虚线为该地一月0℃等温线)，完成下列小题。
【1】甲地一月0℃等温线的大致走向及主要的影响因素是（）A．东西走向，地形B．东西走向，海陆位置C．东西走向，太阳辐射D．东西—西南走向，洋流【答案】C【解析】读图可知，甲地等温线大致与纬线平行，应该为东西走向。
导致等温线呈东西走向的原因主要太阳辐射。
【2】关于图示区域河流水文特征的说法，正确的是（）A．越往北，封冻期越长B．含沙量较大C．短小流急D．水位季节变化小【答案】D【解析】读图可知，该地区位于欧洲西部，为温带海洋性气候，终年温和多雨，河流径流量变化小，水位季节变化小。
该地气温在0℃以上，没有结冰期。
该地区植被覆盖率高，河流含少量少。
该地区地势平坦，河流河流比较平缓。
【3】图示区域大部分地区七月的气候特征是（）A．高温多雨B．凉爽湿润C．炎热干燥D．温凉干燥【答案】B【解析】该地区为温带海洋性气候，终年温和多雨，夏季凉爽湿润。
【考点】该题考查世界主要区域。
2.下图示意地球上五个不同地区(都位于沿海)受气压带和风带影响的状况。
读图回答下列小题。
【1】若不考虑其他因素影响，图中五地最有可能分属于()A．两种气候类型B．三种气候类型C．四种气候类型D．五种气候类型【答案】B【解析】①受副热带高压和信风带控制，为热带沙漠气候；②终年受副热带高压控制，为热带沙漠气候；③④受副热带高气压带和西风带控制，形成地中海气候；⑤终年受西风带控制，形成温带海洋性气候；综上所述，五地分属三种气候，选B项。
【2】图中五地所属气候类型的分布规律是()①主要分布在大陆东岸②主要分布在大陆西岸③主要分布在中低纬度④主要分布在中高纬度A．①③B．②③C．①④D．②④【答案】B【解析】热带沙漠气候和地中海气候，主要分布在中低纬度；地中海气候和温带海洋性气候分布在大陆西岸，因此B项符合题意。
【考点】气候类型成因及分布3. PM2.5的沉降速度较慢，自然沉降效果有限，会长期漂浮在空中。
第三节 气溶胶在气体中的沉降过程(10)
终末离心沉降速度uc：
6
d
3 P
P
Vt 2 R
3dPuc
uc
d
2 P
P
18
Vt2 R
ac
当颗粒运动处于“滑动”区域 时，需进行修正：
uc
d
2 P
P
18
C Vt2 R
止
于
至
善
四、 等速静电沉降
静电沉降是静电除尘器的主要应用机理。在静 电场中，粒子所受的力包括：
ln u0 1,即 ：u0 e, u 1
u
u
u0 e
即：流体阻力使颗粒运动速度 u 降低到初始运动速度 u0
的 1/e ≈36.79%时所需的时间。 则迁移时间为：
t C ln u0
对于发生
u
“滑动”的微小 颗粒，需引入
迁移距离为： x u0 C1 e tC
d
3 P
P
du dt
3 d Pu
减 速 度 为：
du dt
18
d
2 P
P
u
止
于
至
善
令颗粒的弛豫时间（气溶胶系统 的基本特征量）为：
则颗粒运动的减速度为：
颗粒速度由u0降低到u 所需的时间： 在时间 t 时颗粒的运动速度：
d
2 P
P
18
du u
dt
t ln u0 (s)
5
6
惯性沉降示意图
止
于
至
化工原理(王志魁版)---第三章 沉降过程
P
AP
r( V Ve ) r(V Ve )
A
dV
A2P
d r(V Ve )
过滤基 本方程
3-4-2 过滤基本方程式
dV A2P
d r(V Ve )
对可压缩滤饼 r r(P)s
其中r ΄ ：单位压强差下滤饼的比阻，1/m2
p：过滤压强差，Pa
s：滤饼的压缩性指数，s=0~1，不可压缩滤饼s=0
1 当量直径de 2 非稳态过程 3 流动类型：层流
de
4润流湿通周截边面长积
4流通截面积 流道长度 润湿周边长 流道长度
4流道容积 流道表面积
V颗
4V床 颗粒比表面积
de
4 (1 )a
过滤速度：
u1
de 2 (Pc 32l
)
令u为滤液在整个床层截面积上的流速
则u=εu1
u
de2 (Pc) 32l
(4)2 K[(1 )a]2
Pc l
3 Ka2(1 )2
( Pc l
)
对于层流：K´=5
u
3
( Pc )
5a2(1 )2 l
3-4-2 过滤基本方程式
二 过滤速率与过滤速度
过滤速度：
dV
3
Pc
u Ad 5a2(1 )2 ( l )
过滤速率： 单位时间获得的滤液体积，m3/s
dV
3
APc
则Rm=r·Le u dV P P
Ad r(L Le ) (R Rm )
3-4-2 过滤基本方程式
五 过滤基本方程式
令为滤饼体积与相应的滤液体积之比
LA ,则L V
V
A
同样生成厚度为Le的滤饼所应获得的滤液体积为Ve
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：
化工原理第三章1沉降
实验装置与步骤
• 实验装置：沉降实验装置主要包括实验管、测量段、流量计、 压力计、搅拌器和数据采集系统等部分。实验管采用透明材料 制成，以便观察颗粒的沉降行为。测量段用于放置光学检测器 或摄像头，以便记录颗粒的沉降过程。流量计用于测量流体的 流量，压力计用于测量流体的压力，搅拌器用于保证流体的均 匀性。数据采集系统用于实时采集实验数据。
沉降的原理
由于颗粒或液滴受到重力 作用，它们会向气体的下 游方向移动，最终在某一 位置沉积下来。
沉降的分类
重力沉降、离心沉降和惯 性沉降。
重力沉降速度的计算
斯托克斯定律
颗粒在静止流体中的沉降速度与颗粒直径的平方成正 比，与流体粘度成反比。
修正的斯托克斯定律
考虑到颗粒形状、密度和流体粘度的影响，对斯托克 斯定律进行修正。
颗粒的密度
颗粒的密度是指颗粒的质量与其体积的比值。密度大的颗粒在流体中更容易下沉 ，而密度小的颗粒则更容易漂浮。
在化工生产中，密度差异是实现固液分离的重要依据之一。
颗粒的粒径和粒径分布
颗粒的粒径是指其直径或宽度，而粒 径分则是指颗粒群中不同粒径颗粒 的分布情况。
粒径和粒径分布对颗粒的沉降速度和 沉降效果有显著影响。在化工生产中， 控制颗粒的粒径和粒径分布对于提高 产品质量和生产效率具有重要意义。
数据分析
对处理后的数据进行统计分析，包括描述性统计、相 关性分析和回归分析等步骤。描述性统计主要是计算 平均值、中位数、标准差等统计量，相关性分析主要 是分析各因素之间的相关性，回归分析主要是建立数 学模型预测沉降速度。通过数据分析可以得出颗粒的 粒径、密度、流体粘度等因素对沉降速度的影响程度 和规律，为实际工业应用提供理论依据。
颗粒的流体阻力特性
第3章 沉降与分级
3.沉降分离作业
沉降分离作业包括分级、浓缩、沉淀(或澄清)。三 者共同构成选煤厂煤泥水处理的主体。
分级，确切讲是水力分级，要求按沉降方式把固体
物料分成不同粒度级别。 浓缩，即通过颗粒沉降得到高浓度固体沉淀物。 沉淀，要求使固体物充分沉降回收并同时得到澄清 水。
3.沉降分离作业
三个作业以分级浓缩沉降为基础，联系密切。分级过 程必然伴随浓缩现象发生；浓缩则是不同粒级物料实现分 级的结果，而沉淀和澄清可视为极端的分级和浓缩过程。 从过程到结果，三作业的差别首先取决于沉降类型， 其次取决于沉降的时空条件(由设备与操作条件确定)。 分级作业采用分级浓缩沉降原理，常用设备有：斗子 捞坑、旋流器、角锥池、倾斜板沉淀槽、浓缩漏斗、沉淀
小，溢流生产能力低。通常不用于分级作业，而用来冲洗矿砂进行脱泥。
沉没式螺旋分选机溢流端的整个螺旋都浸没在沉降区的页面下， 其沉降区具有较大的面积和深度，适用于细粒分级，可以获得小于100 网目的溢流粒度。
2. 分级设备
按分级原理分类：
筛分分级设备 分 级 设 备 水力分级设备 离心力分级设备 复合型分级设备
2. 分级设备
按分级原理的底流排放方式， 分级设备分类：
角锥沉淀池 自重排泄设备 倾斜板沉淀槽 永田沉淀槽 重力分级设备
分 级 设 备
离心分级设备
螺旋水力分级 机械排泄设备 斗子捞坑 水力旋流器 沉降式离心机
塔、永田沉淀槽。它的共同点是沉淀空间小，煤泥水在其 中停留时间短。
3.沉降分离作业
浓缩作业既有采用分级浓缩沉降原理的部分(如用
浓缩机作一段煤泥浓缩回收设备)，也有采用澄清浓缩 沉降原理的部分(如用浓缩机作二段细泥浓缩回收设备)。 常用浓缩设备有：耙式浓缩机、深锥浓缩机、旋流器、 浓缩漏斗。显然，采用澄清浓缩原理的设备都较大沉淀 空间，且沉降时间长。 沉淀澄清作业设备主要为沉淀池，它多采用分级沉 降原理，但它依靠较大空间，特别是充分的沉降时间来 保证沉降过程的进行。 目前沉淀池已基本被压滤机等设备取代。
大气沉降途径
大气沉降途径
大气沉降是指大气中的气体、颗粒物等沉积到地表的过程。
这些沉降物可以包括水蒸气、颗粒物、降水等。
以下是大气沉降的主要途径：
1.降水：降水是大气中水蒸气通过冷却、凝结形成的水滴或冰晶沉降到地表的过程。
这是大气沉降的主要途径之一，包括雨水、雪、雨夹雪等形式。
2.气溶胶沉降：大气中悬浮的微小颗粒物（气溶胶）可以通过重力沉降到地表。
这些颗粒物可以包括尘埃、污染物、花粉等。
3.干沉降：大气中的气体和颗粒物也可以通过干沉降的方式沉降到地表。
这是指在没有降水的情况下，颗粒物直接通过重力沉降到地表。
4.沉积过程：大气中的颗粒物可以通过在植被表面或建筑物上沉积而最终到达地表。
这个过程通常涉及到气溶胶在空气中的运移，然后在表面沉积。
5.湿沉降：大气中的气体和颗粒物可以通过与云滴或雨滴结合而湿沉降到地表。
这种沉降方式通常伴随着降水事件。
6.大气沉积物：大气中的一些固体颗粒物可以通过直接沉降到地表，形成大气沉积物。
这可能包括来自空气中的灰尘、矿物物质等。
总体而言，大气沉降是一个复杂的过程，涉及到多种物质在不同条件下的沉降方式。
这些沉降过程对地表的生态环境和大气质量都有一定的影响。
第4章__桩基础-3(4-7)
预制桩、钢桩
灌注桩
序 号
地基土类别
m (MN/m 4 )
相应单桩在地 面 处水平位移 (mm)
m (MN/m 4 )
相应单桩在 地 面处水平 位移 (mm)
1
淤泥、淤泥质土，饱和湿陷性黄土
2-4.5
10
2.5-6
6-12
流塑 (I L ＞ 1) 、软塑 (0.75 ＜ I L ≤
4.5-6.0
10
2 1) 状粘性土， e ＞ 0.9 粉土，松散粉细 砂，松散填土
身不发生破坏。
24
(2)弹性桩
2.5< h <4时为半刚性桩。h ≥ 4 时为柔性桩。半刚性桩
和柔性桩统称为弹性桩。
• 在水平荷载作用下桩身发生挠曲变形， 桩的下段可视为嵌固于土中而不能转 动，随着水平荷载的增大，桩周土的 屈服区逐步向下扩展，桩身最大弯矩 截面也因上部土抗力减小而向下部转 移，
• 半刚性桩的桩身Байду номын сангаас移曲线只出现一个 位移零点
8
4．5 桩的负摩擦问题
一、 产生负摩擦的条件和原因
在桩顶竖向荷载作用下，当桩相对于桩侧 土体向下位移时，土对桩产生的向上作用 的摩阻力，称为正摩阻力。
当桩侧土体因某种原因而下沉，且其下 沉量大于桩的沉降(即桩侧土体相对于桩 向下位移)时，土对桩产生的向下作用 的摩阻力，称为负摩阻力。
9
产生负摩阻力的情况
• 为了简化，可根据桩顶荷载H0、M0及桩的变形
系数a计算如下系数：
• 由得系相数应的CI从换表算4深—度7查
h z
• 则桩身最大变 弯矩的深度为：
zmax
h
37
化工原理第三章沉降3-1
由此可知：
一定粒径的颗粒，沉降室的生产能力只与与底面积WL和 utc 有关，而与H无关。
故沉降室应做成扁平形，或在室内均匀设置多层隔板。
气速u不能太大，以免干扰颗粒沉降，或把沉下来的尘粒重新 卷起。一般u不超过3m/s。
降尘室
结构：入口截面为矩形气体
进口
思考1：为什么气体进入降尘 室后，流通截面积要扩大？
2.停留时间与沉降时间
L W
气体出口
降尘室底面积：A0＝W×L
气体入口
H
含尘气流通截面积：S＝ W×H 颗粒因沉降被除去的条件： 停留时间＞沉降时间 停留时间：t ＝L/u 沉降时间：0＝H/ut
集尘斗 净 化 气 体
颗粒
含 尘 气 体 降尘室操作示意图
L H u ut
3.临界粒径dpc（critical particle diameter）： 临界粒径:能100％除去的最小粒径。
ut非球<ut球
。
对于细微颗粒(d<0.5m)，应考虑分子热运动的影响，不能用 沉降公式计算ut；
沉降公式可用于沉降和上浮等情况。
(2) 壁效应 (wall effect) ： 当颗粒在靠近器壁的位置沉降时，由于器壁的影响，其沉 降速度较自由沉降速度小，这种影响称为壁效应。
（3）干扰沉降（hindered settling）：
第三章 沉降与过滤
重点：过滤和沉降的基本理论、基本方程
难点：过滤基本方程的应用、过滤设备
概 述
一、非均相物系的分离 混合物有： 均相混合物(物系)：物系内部各处物料性质均匀，无相界面。 例：混合气体（天然气）、 溶液（石油）
非均相混合物(物系)：物系内部有隔开的相界面存在，而在相
重力沉降及原理
为牛顿区下限 为过渡区
颗粒被分离的条件： 颗粒沉降（H）的时间≤气体在室停留（通过L）的时间
而
即
H L θt = ,θ = ut u H L ≤ ut u
而气体通过量 Vs = Hbu = uHb 由前式 生产能力
uH ≤ ut L ∴Vs ≤ ut ⋅ L ⋅ b = ut ⋅ A
由此可见，降尘室的生产能力只与降尘室的底面积和颗粒 沉降速度有关，而与高度无关。 故降尘室可以设计成扁平多层结构，构成多层降尘室,以加 大生产能力。 此时 Vs = ut ⋅ AZ = ut A × (n + 1) n为室内的隔板数
作图，如右 用途：已知 d , ρ , ρ s , µ 求 ut
单击这里看大图
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方法：代入上式求ζ Re t
2
查图 计算
→ →u
t
②不包括d的摩擦数群 3u t 2 ρζ Re t µ 同上理 d = 和 d = 4( ρ s − ρ ) g ut ρ 4µ (ρs − ρ ) g −1 消去d ζ Re t = 3 ρ 2ut 3 用途：已知 ut , ρ s , ρ , µ 求 d 方法：代上式 ζ Ret
Ret = 10 ~ 1, d 2 ( ρs − ρ ) g ut = 18µ
−4
24 ζ= Ret
②过渡区（Allen 阿伦区） 18.5 Ret = 1 ~ 1×103 , ζ = Ret 0.6
ut = 0.27 d (ρs − ρ ) g
ρ
Ret
0.6
单击这里看大图
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③湍流区（Newton 牛顿区）
则
dut ρ
为滞流
Vs 2500 / 3600 n= −1 = − 1 = 12 （块） −3 ut A 5.42 ×10 × 5 × 2
(2021年整理)4(专)絮凝沉淀实验
4(专)絮凝沉淀实验编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（4(专)絮凝沉淀实验）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为4(专)絮凝沉淀实验的全部内容。
实验四絮凝沉淀实验一实验目的1．了解絮凝沉淀特点和规律；2．掌握絮凝沉淀实验方法和实验数据整理方法；3．借助实验室的沉淀分析来确定沉淀池必要的设计参数和运行参数的实验方法.二实验装置和仪器量筒100ml，烧杯 500ml，称量瓶，分析天平，抽滤瓶烘箱, 定时钟, 循环水真空泵，布氏漏斗,三实验相关知识点悬浮物浓度不太高,一般在600～700mg/L以下的絮凝颗粒，在沉降过程中颗粒之间相互碰撞而产生絮凝作用的沉淀称为絮凝沉淀。
在给水过程中的混凝沉淀、污水处理中，初沉池内的悬浮物沉淀均属此类。
絮凝沉淀过程中由于颗粒相互碰撞，使颗粒粒径和质量凝聚变大，从而沉降速度不断加大，因此，颗粒沉降实际是一个变速沉降过程。
在实验中所说的絮凝沉淀颗粒的沉速是该颗粒的平均沉淀速度。
絮凝颗粒在平流沉淀池中的沉淀轨迹是一条曲线，不同于自由沉淀的直线运动。
在沉淀池内颗粒去除率不仅与颗粒沉速有关，而且与沉淀有效水深有关。
因此在沉淀柱内，不仅要考虑器壁对悬浮颗粒沉淀的影响，还要考虑沉淀柱高对沉淀效率的影响。
实验装置如图4-1。
每根沉淀柱在高度方向每隔500~600mm 开设一取样口，柱上部设溢流孔。
将悬浮物浓度及水温已知的水样注入沉淀柱，搅拌均匀后开始计时，每隔20min 、40min 、60min 、……分别在每个取样口同时取样50～100mL ，测定其悬浮物浓度并利用下式计算各水样的去除率.%100c 00⨯-=c c E i以取样口高度为纵坐标，以取样时间为横坐标，将同一沉淀时间与不同高度的去除率标注在坐标内，将去除率相对的各点连成去除曲线，绘制絮凝沉淀等去除率曲线。
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18? Vs (? p ? ? ) WL
化工原理第三章
7
结论：
1、生产能力只于其沉降面积WL及颗粒沉降速度ut有关，而与降尘室高度 H无关（Vs≤utWL）
若降尘室为n层水平隔板，则降 尘室生产能力为：
Vs ≤ (n+1)utWL
2、Vs一定时， utc与dpc与降尘室面积WL成反比，与降尘室高度H无关 utc与dpc 一定时， Vs与降尘室面积WL成正比，与降尘室高度H无关
化工原理第三章
8
降尘室的计算问题：
1、已知气体处理量Vs、物性参数(ρs、ρL、μ)及要 除去的最小颗粒直径dpc，则可计算降尘室的底面 积WL
2、已知降尘室底面积WL、物性参数(ρs、ρL、μ)及 临界粒径dpc，则可计算气体处理量Vs
3、已知降尘室底面积WL、物性参数(ρs、ρL、μ)及 临界粒径Vs ，则可计算气体处理量dpc
B 已知ut,计算d:
由?
Ret?1
?
4u(? s ? ? )g 3? 2ut2
算?1? Ret 曲线 ? Ret ? 计算d
化工原理第三章
5
4、影响沉降速度的因素
① 颗粒形状: Re一定时,球形系数愈小(偏离球形愈大),阻力系数越大 ② 壁效应: D>>d 时,可忽略壁效应 ③ 颗粒的体积浓度(V%): V%<0.2%时，则颗粒间无影响 ④ 干扰沉降: 不能忽略壁效应及其它颗粒干扰时的沉降
化工原理第三章
10
1、离心沉降速度
uT为切向速 度
F离
?
? sVaT
?
?
6
d
3 s
??
s
?uT 2 R
?
?
6
d s3 ? s ?r ?
2
F向 ?
?VaT
?
?
6
ds3
??
?uT 2 R
?
?
6
ds3?
?r?
2
aT=rω2=uT2/R Ω: 角速度
F阻
?
?
?A??ur 2
2
?
?
4
ds2
??
??ur 2
2
3
3、沉降速度的计算
(1) 试差法： 步骤：
Ⅰ 假设流体在某一流型区沉降 →选择该流型区计算公式； Ⅱ 计算出ut; Ⅲ 由ut计算出Ret，看是否与假设的流型区吻合，若吻合， 假设正确；若不吻合，重新假设。
化工原理第三章
4
(2) 摩擦数群法 A 计算ut: 做 Ret ? Ret2 ?图 ? 查 Ret ? 计算出ut
化工原理第三章
6
二 、降尘室 1．降尘室原理
2．降尘室的计算
颗粒能够作重力沉降进行分离的条件 : 停留时间L/u≥ 沉降时间H/u t
若 L/u ＝H/u t 则有临界粒径dpc
∵ u=Vs / HW 则ut≥Vs / WL 或Vs≤utWL ∴临界降尘速度utc =Vs / WL
当尘粒沉降速度小，处于斯托克斯区时 ， d pc ?
第二节 重力沉降
一 沉降速度
1、球形颗粒的自由沉降
受力分析：
重 力 浮 力
Fg
?
? s gV ?
? 6
d
3 s
?
s
g
Fb
?
?流 gV
?
?
6
d
3 s
?
流
g
阻 力
Fd
?
?u2
2
A?
?
6
d
3 s
(?
s
?
? 流 )g
?
?
4
d
s2?
?u 2
2
?
?
6
d s3
?
s
a
ut ?
4d (? s ? ? 流 )g 3? ? 化工原理流第三章
uT:切向速度
?
6
ds3? s
uT 2 R
?
?
6
ds3?
uT 2 R
?
?
4
d
2 s
??
??ur
2
2
?
0
ur ?
4ds (?s ? ? ) ?r? 2 3??
uT ?
4ds (? s ? ? ) ?g 3??
化工原理第三章
11
二者相似： g ?
uT 2 R
二者区别：① ur为径向分速度，方向随半径向外
化工原理第三章
2
斯托克斯区
：? ? 24 ?
Ret
ut
?
d2(?s ? ?)g
18u
? 斯托克斯公式
过渡区
：? ? 18.5 ?
Ret0.6
ut ? 0.27
d(?s ? ?
?)g
Re0t .6
?
艾仑公式
湍流区：? ? 0.44 ?
ut ? 1.74
d(?s ? ?)g ? ?
牛顿公式
化工原理第三章
1
2、阻力系数 ζ
阻力系数 ζ由实验研究确定。 阻力系数是 Re的函数： ζ =f（Ret)，此函数关系需由实验测定。
球形颗粒ζ与Re关系曲线可分为三个区：
① 滞流区（斯托克斯区stokes ） ζ=24/Re
② 过渡区（艾仑区Allen） ? ? 10 / Re ③ 湍流区（牛顿区Newton ） ζ=0.44
?t
?
B ur
?
18?Rm B d 2 ? s ui2
停留时间 ? ? 2? Rm N e
ui
当θ＝ θt时
dc ?
9?B ?Ne? sui
气流有效旋 转圈数
化工原理第三章
13
例：温度为20℃、压力为0.101 MPa、流量为 2.5 m3/s的含 尘空气用图3-9(a)所示的旋风分离器除尘。尘粒的密度为 2500 kg/m3。最大充许压力损失为2.0 kPa时，试求（１） 分离器尺寸；（２）临界粒径。
化工原理第三章
9
第三节 离心沉降
离心沉降：当颗粒处于旋转的气（液）体中，颗粒在惯性
离心力作用下而产生的沉降过程称为“离心沉
降”。 在离心场中，质量为m的颗粒所受离心力Fc为：
Fc＝mar＝m
ur 2 r
?
mr?
2
ar：离心加速度，m/s2 Ur：径向速度，m/s r：颗粒到旋转轴中心的距离，m；
ω：角速度
与重力场强度之比（离心沉降速度与重力沉降速度之比）
Kc为离心分离设备的重要指标。
化工原理第三章
12
２、旋风分离器的性能
（１）临界直径 简化：１）进入旋风分离器的切向速度等于进口气速 ui
２）气体穿过厚度为进气宽度Ｂ的气流层才能到达壁面被分离 ３）颗粒作自由沉降
ur
?
d
2
?
s
u
2 i
18? Rm
沉降时间
d>200 μm, 重力沉降法 d< 5μm，离心沉降
离心沉降不适合： １）粘性粉尘； ２）含湿量高粉尘 ３）腐蚀性粉尘
化工原理第三章
14
② ur不是恒定值，R改变，ur改变，ut是恒定值同重力沉降
类似，当颗粒与流体相对运动属于滞流时，则：
?
?
24 Ret
?
ur ?
d 2 (? s ? ? ) ?uT2 18? R
?
d 2(? s ? ? ) ?r? 2 18?
?
ut
?r? g
2
? ut
?kc
ur ut
?
uT 2 gR
? kc
Kc：离心分离因数，即粒子所在位置上惯性离心力强度