颗粒沉降速度计算
分离器计算(压力容器)
重力分离器计算1、计算液滴或固体颗粒的沉降速度Wo-液滴或固体颗粒相对于气体的下降速度 m/s0.0786do-液滴或固体颗粒的直径 m0.0001r g-气体在操作条件下的密度kg/m3112.18r l-液滴或固体颗粒的密度kg/m3788.9m g-气体的黏度Pa.s0.00001Re-雷诺数=Wo.do.r g/m g88.17Ar-阿基米德准数=do3(r l-r g).g.r g/m g27447.21流态雷诺数范围Ar范围Ar-Re关系Wo 层流Re<=2Ar<=36417.040.3688过渡区2<Re<50036<Ar<=83x10388.980.0786紊流Re>500Ar>83x103150.160.1339 2、立式重力分离器直径计算Vs-标准状况下气体处理量m3/d1755000.00b-载荷波动系数 1.50P-操作压力MPa10.00T-操作温度o C25.13Z-气体压缩因子0.9685V-操作条件气体流量 m3/s0.217672 Do-计算分离器直径 m 2.75 D-分离器直径取值 m 3.60 3、立式重力分离器筒体长度计算H/D-长径比4 Ho-立式重力分离器筒体长度计算值 m14.4 H-立式重力分离器筒体长度取值 m15 4、除雾器计算v-除雾器允许流速m/s0.2628 5、立式重力分离器重量计算s s钢管的最小屈服强度 MPa450 j焊缝设计系数0.85 C1-腐蚀余量mm2 C2-壁厚负偏差0.125 d o-筒体部分计算壁厚 mm55.64 d-筒体部分壁厚取值 mm18 wt-筒体部分重量 kg23818.35 Wt-分离器总重量 kg47636.71 6、卧式重力分离器筒体直径计算L/D-长径比4w gv-卧式重力分离器气体允许速度 m/s0.3081 Do-卧式重力分离器筒体直径计算值 m 1.64 D-卧式重力分离器筒体直径取值 m 1.8 7、卧式重力分离器筒体长度计算Lo-立式重力分离器筒体长度计算值 m7.2 L-立式重力分离器筒体长度取值 m10 8、卧式重力分离器重量计算d o-筒体部分计算壁厚 mm28.82 d-筒体部分壁厚取值 mm35 wt-筒体部分重量 kg15437.82 Wt-分离器总重量 kg30875.64。
《化工原理》3-4章期末考试复习题
《化工原理》3-4章期末考试复习题《化工原理》3-4章期末考试复习题一、填空题2-1 一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将。
答案：下降，增大分析：由斯托克斯定律μρρ18)(2gd u s t -=对空气系统，s ρ 》ρ，故 uu u u t t '≈'对水系统，水的密度随温度的变化可忽略，故同样有uu u u t t '≈'可见无论是气体还是液体，温度的改变主要是通过粘度变化来影响沉降速度。
气体粘度随温度升高而增加，故沉降速度下降；液体粘度随温度升高而减小，故沉降速度增大。
但要注意此结论是通过斯托克斯定律得出，其他情况还需要具体分析。
2-2若降尘室的高度增加，则沉降时间，气流速度，生产能力。
答案：增加；下降；不变分析：因沉降距离增加，故沉降时间将增加。
降尘室高度的增加使气体在降尘室内的流道截面增大，故气流速度下降。
生产能力的计算公式为： t Au Vs =可见，降尘室的生产能力只决定于沉降面积和沉降速度而与降尘室的高度无关。
2-3 选择旋风分离器型式及决定其主要尺寸的根据是；；。
答案：气体处理量，分离效率，允许压降2-4 通常，非均相物系的离心沉降是在旋风分离器中进行，悬浮物系一般可在旋液分离器或沉降离心机中进行。
答案：气固；液固2-5 沉降操作是指在某种中利用分散相和连续相之间的差异，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
沉降过程有沉降和沉降两种方式。
答案：力场；密度；重力；离心2-6 阶段中颗粒相对于流体的运动速度称为沉降速度，由于这个速度是阶段终了时颗粒相对于流体的速度，故又称为“终端速度”。
答案：等速；加速2-7影响沉降速度的主要因素有① ；② ；③ ；答案：颗粒的体积浓度；器壁效应；颗粒形状2-8 降尘室通常只适合用于分离粒度大于的粗颗粒，一般作为预除尘使用。
答案：50μm 2-9 旋风分离器的总效率是指，粒级效率是指。
第四章 圆球颗粒的沉降末速
具体例子见讲义
§4-2 颗粒形状对沉速的影响
ut非圆球< ut圆球
修正式： u t ku t
u t
k
数来表示
原因：FR↑
----自然颗粒的沉降末速
----颗粒的形状系数，一般用颗粒的球形系
Av 球形系数： A s
颗粒表面积 球体表面积
0.534 0.628 0.696 如：沙粒 煤粉 0.806 立方体
在层流情况下，d1颗粒的沉降末速为
dl2 (rs r ) Vt 18
(2)
§4-5 颗粒沉降的应用
(2)代入(1)，
dl2 (rs r ) Q 18 bL
18 Q bL(rs r )
得： dl
（临界粒径dl）
(3)
故：已知处理量Q和沉降槽尺寸b，L，可求出临界直径 dl，d<dl的颗粒由溢流口流出；d>dl的颗粒降入沉降槽 若已知处理量和临界粒径dl，可求出分级机的尺寸 (b,L)
1. 等号右式第一项：斯托克斯阻力公式，适用于Re≦1
dus Re
用阻力一般公式代入上式(1) 一般公式： d 2
( 2)
Re CD
4
f
2
u f us (u f us )
(3)
B.B.O方程回顾
当Re≦1时，CD＝Re/24 代入上式即为斯托克斯公式
2. 等号右式第二项－－压强梯度力，全面表达式为
d s2 ut2
4 2
4 gd s ( s f ) 3CD f
一般公式 (10)
CD f (Re)
§4.1.4 球形颗粒沉降的特殊公式
给水排水要点：颗粒的沉降速度【全网推荐】
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沉淀池的表面负荷：q/a：单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，一般称之为表面负荷，以q表示。
（数值上与颗粒沉速）曝气沉砂池：是一长形渠道，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底20-80cm处安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有i=0.1-0.2的坡度，以保证砂粒滑入。
由于曝气作用，废水中有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净的砂粒。
自由沉降总去除率试验的方法及总去除率的确定：将已测定过悬浮物含量的废水搅拌均匀后，同时注入数个沉淀管中，经t1时间后，从第一个沉淀管高h处取出一定数量的废水，同样，经过t2、t3、t4t5时间后，相应地从第2、3、4n个沉淀管中同一高度处取出同样数量的水样，测定其中悬浮物含量分别为c1\c2\c3cn.沉淀率为e=c0-ct/c0，悬浮物经t时间的沉速为u0=h/t.以沉速为横坐标，以沉淀率为纵坐标，能够绘出沉速-沉淀率关系曲线。
理想沉淀池的工作过程分析：假定条件为：①池内废水按水平方向流动，从入口到出口，颗粒水平分布均匀，每个颗粒都按水平流速v流动；②悬浮颗粒在整个水深均匀分布，其水平分速等于废水的水平流速v，每个颗粒的沉速固定不变；③颗粒一经沉淀就不再上浮。
沉淀池内分流入区、流出区、沉淀区和污泥区四部分。
速v，每个颗粒的沉速固定不变；③颗粒一经沉淀就不再上浮。
沉淀池内分流入区、流出区、沉淀区和污泥区四部分。
的沉速固定不变；③颗粒一经沉淀就不再上浮。
沉淀池内分流入区、流出区、沉淀区和污泥区四部分。
速v，每个颗粒的沉速固定不变；③颗粒一经沉淀就不再上浮。
沉淀池内分流入区、流出区、沉淀区和污泥区四部分。
的沉速固定不变；③颗粒一经沉淀就不再上浮。
沉淀池内分流入区、流出区、沉淀区和污泥区四部分。
砂子的沉降风速计算公式
砂子的沉降风速计算公式砂子的沉降风速是指在大气环境中，砂子颗粒由于重力作用而向下运动的速度。
砂子的沉降风速是地质学、气象学和环境科学等领域的重要参数，对于研究自然环境和预测自然灾害具有重要意义。
在实际工程中，准确计算砂子的沉降风速对于建筑物的设计和土壤侵蚀的预防具有重要意义。
本文将介绍砂子的沉降风速计算公式及其应用。
砂子的沉降风速与砂子颗粒的粒径、密度、形状以及大气环境中的风速等因素密切相关。
一般来说，砂子颗粒越大、密度越大，其沉降风速就越大；而风速越大，砂子的沉降风速也会增加。
根据这些因素，研究者提出了一系列砂子的沉降风速计算公式，其中最为常用的是斯托克斯定律和牛顿定律。
斯托克斯定律是最早用于描述颗粒在流体中运动的定律之一，它适用于小颗粒在粘性流体中的沉降运动。
斯托克斯定律认为，当颗粒的直径小于0.1mm时，颗粒的沉降速度与颗粒的直径的平方成正比。
斯托克斯定律的计算公式如下：V = (2/9) (r^2) g (ρ1 ρ2) / η。
其中，V为砂子的沉降风速，r为砂子颗粒的半径，g为重力加速度，ρ1为砂子颗粒的密度，ρ2为流体的密度，η为流体的粘度。
牛顿定律适用于大颗粒在流体中的沉降运动。
牛顿定律认为，当颗粒的直径大于0.1mm时，颗粒的沉降速度与颗粒的直径的平方根成正比。
牛顿定律的计算公式如下：V = (1/18) (d^2) g (ρ1 ρ2) / η。
其中，V为砂子的沉降风速，d为砂子颗粒的直径，g为重力加速度，ρ1为砂子颗粒的密度，ρ2为流体的密度，η为流体的粘度。
以上两个公式是砂子的沉降风速计算中最为常用的公式，它们可以较为准确地预测砂子在大气环境中的沉降风速。
但需要注意的是，这两个公式都是在理想情况下得出的结果，在实际应用中可能会受到一些因素的影响而产生偏差。
因此，在实际工程中，需要根据具体情况对计算结果进行修正和调整。
砂子的沉降风速计算公式的应用范围非常广泛。
在地质学领域，砂子的沉降风速可以帮助研究者了解地质构造和地层的形成过程；在气象学领域，砂子的沉降风速可以帮助预测自然灾害，如沙尘暴和风沙侵蚀；在环境科学领域，砂子的沉降风速可以帮助评估土壤侵蚀的程度，指导土地的合理利用和保护。
重力沉降除尘设计计算
重力沉降除尘设计计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：重力降尘器是一种常用的除尘设备，其工作原理是利用重力将颗粒物质从气流中分离出来，从而实现气体的净化。
重力降尘器的设计和计算是重要的工作，它直接影响到设备的除尘效率和运行稳定性。
本文将介绍重力降尘除尘设计计算的相关内容，希望能为相关领域的工程师和研究人员提供参考。
一、重力降尘器的工作原理重力降尘器是一种基于惯性分离原理的除尘设备。
气流中的颗粒物质在经过设备内部的除尘室时，受到设备内壁和其他设备结构的影响而改变方向，从而使颗粒物质沉降到设备的底部。
在重力的作用下，颗粒物质最终被沉积在设备的集料器中，实现了气体的净化。
二、重力降尘器设计计算的基本步骤1. 确定设计参数：包括气流量、气体温度、颗粒物质的粒径和浓度等参数。
2. 确定除尘器的尺寸和结构：根据设计参数和除尘要求，确定除尘器的尺寸和结构，包括设备的高度、直径、进气口和出气口的尺寸等。
3. 计算除尘器的沉降速度：根据颗粒物质的密度和粒径等参数，计算颗粒物质在气流中的沉降速度，从而确定颗粒物质的沉降时间和沉降距离。
4. 确定集料器的尺寸：根据颗粒物质的沉降时间和沉降距离，确定集料器的尺寸，以保证颗粒物质完全沉积在集料器中。
5. 进行结构强度计算：根据除尘器的尺寸和结构，进行结构强度计算，以保证设备可以承受气流和颗粒物质的冲击和压力。
6. 设计入口和出口风道：根据设计参数和除尘要求，设计入口和出口风道，以保证气流在设备内部的流动顺畅。
7. 进行系统性能验证：对设计的除尘器进行性能验证，检测其除尘效率和运行稳定性，保证设备可以满足设计要求。
1. 设计时应考虑气体的流速和压力，避免气流过大或过小导致颗粒物质无法完全沉降。
2. 应根据颗粒物质的性质选择适当的集料器材料，以确保颗粒物质可以被有效地沉积和清理。
4. 设计时应考虑设备的维护和清洁，便于定期清理集料器中的颗粒物质，保证设备的正常运行。
5. 在设计过程中应根据实际工况和环境要求进行合理的参数选择和设计调整，以确保设备的最佳工作效果。
化工原理中的沉降与过滤
化工原理中的沉降与过滤引言在化工工艺中，沉降和过滤是常用的固液分离方法。
沉降是指根据固液颗粒的重力作用，通过静置使固体颗粒沉降到底部，而将悬浮液体分离出来。
过滤则是通过利用滤介质的孔隙或表面，将悬浮液体中的固体颗粒留下，而使液体通过，从而达到分离固液的目的。
本文将从理论和实际应用两个方面，对化工原理中的沉降与过滤进行介绍。
沉降原理沉降是基于固体颗粒的重力作用，通过静置使固体颗粒沉降到底部，从而实现固液分离的过程。
沉降速度取决于固体颗粒与液体的密度差和粒径大小。
根据Stokes定律，沉降速度与颗粒直径的平方成正比，与液体的粘度成反比。
沉降速度可由下式计算：v = (2/9) * (ρp - ρl) * g * (d^2) / μ其中，v为沉降速度，ρp为颗粒的密度，ρl为液体的密度，g为重力加速度，d为颗粒的直径，μ为液体的动力粘度。
过滤原理过滤是通过滤介质的孔隙或表面，将悬浮液体中的固体颗粒留下，而使液体通过，从而实现固液分离的过程。
滤介质常用的有滤纸、滤筒、滤板等，其孔隙大小决定了能够透过的颗粒大小。
根据Darcy定律，过滤速度与滤介质的孔隙直径的平方成正比，与液体的粘度成反比。
过滤速度可由下式计算：Q = (π/4) * (d^2) * (ΔP/μ) * A其中，Q为过滤速度，d为滤介质的孔隙直径，ΔP为过滤压差，μ为液体的动力粘度，A为过滤面积。
实际应用沉降的应用沉降在化工过程中被广泛应用，常见的应用场景包括：1.污水处理：污水中悬浮的固体颗粒通过沉降实现固液分离，从而达到净化水质的目的。
2.矿石提取：矿石中的有用矿物颗粒通过沉降分离出来，然后进行后续的加工和提取。
3.食品加工：在食品饮料生产中，一些颗粒物质需要通过沉降分离，以获得纯净的液体产品。
4.生物工程：在细胞培养和发酵工艺中，需要将细胞或发酵产物与培养基进行分离。
沉降是一种常用的分离方法。
5.药物制剂：在药物合成和制剂工艺中，沉降用于分离和提取所需的纯净物质。
颗粒物料临界速度和沉降速度计算
颗粒物料是工业生产中常见的一种物质，在很多工程和制造过程中都会涉及到颗粒物料的运输和处理。
颗粒物料的临界速度和沉降速度是在工程设计中非常重要的参数，它们决定了颗粒物料在管道内的流动性能和沉降速度，对于工程设计和生产过程的稳定性和效率都有着重要的影响。
1. 什么是颗粒物料的临界速度？在颗粒物料的输送和处理过程中，临界速度是指颗粒物料开始流动的最低速度。
当流体通过管道或设备时，如果流速低于颗粒物料的临界速度，颗粒物料会发生堆积和堵塞的现象，导致设备运行不畅甚至停机。
准确计算颗粒物料的临界速度对于设备的稳定运行至关重要。
2. 如何计算颗粒物料的临界速度？颗粒物料的临界速度可以通过实验和理论计算来确定。
在实验室中，可以通过在管道中输送颗粒物料，并逐渐增加流速的方法来确定颗粒物料的临界速度。
通过观察颗粒物料开始流动的瞬间，可以得出颗粒物料的临界速度。
在理论计算中，可以使用多种模型和公式来计算颗粒物料的临界速度。
其中，较为常用的有Reese等人提出的计算公式、Hasan等人提出的模型以及Beverloo等人提出的理论计算方法。
这些方法可以根据颗粒物料的物性参数、管道结构和流体性质等因素来确定颗粒物料的临界速度。
3. 什么是颗粒物料的沉降速度？颗粒物料的沉降速度是指在流体中，颗粒物料沉降到一定深度所需要的时间。
沉降速度是衡量颗粒物料在流体中沉降性能的重要参数，它对于颗粒物料的分离和输送过程都有着重要的影响。
4. 如何计算颗粒物料的沉降速度？颗粒物料的沉降速度可以通过斯托克斯定律来计算。
斯托克斯定律将颗粒物料在流体中的沉降速度与颗粒物料的密度、流体的黏度和颗粒物料的直径等因素通联起来，可以通过简单的公式来计算颗粒物料的沉降速度。
通过数值模拟和实验验证也可以得出准确的颗粒物料沉降速度。
5. 颗粒物料临界速度和沉降速度的重要性颗粒物料的临界速度和沉降速度是工程设计和生产过程中非常重要的参数。
准确计算颗粒物料的临界速度可以保证设备的正常运行，避免由于颗粒物料堆积和堵塞而导致的生产事故和设备损坏。
颗粒沉降速度计算
过渡区
群体沉降速度 群体沉降速度
沉降速度 u(m/s)
雷诺数Re (m/s，＜0.05) (m/s，＞0.05)
0.2219 32.4991
0.2147
0.2270
0.0250 2.6302
0.0242
0.0256
0.0125 1.1781
0.0121
0.0127
0.0083 0.7331
0.0080
群体沉降速度 (m/s，＞0.05)
2.5807 4361.0224
2.4962
2.6396
50
270
0.0651
17.4716
0.0630
0.0666
100
150
0.0201
2.9958
0.0194
0.0206
150
106
0.0100
1.0572
0.0097
0.0103
200
75
0.0050
0.3745
0.00490Biblioteka 005125058
0.0030
0.1732
0.0029
0.0031
300
48
0.0021
0.0982
0.0020
0.0021
400
38
0.0013
0.0487
0.0012
0.0013
1000
13
0.0002
0.0020
0.0001
0.0002
1.层流区雷诺数＜1，过渡区雷诺数1＜Re＜1000，蓝色字体为可调变量。 2.目数与粒径详细对照表见sheeet2. 3.其中体积浓度为单位体积混合液中固体颗粒的体积。 4.颗粒真密度与堆积密度表sheet3. 备注：以上颗粒沉速只供参考，所有公式没有考虑流体的整体流动，是在静止 流体中的计算。泥沙运动严格的讲只有半个理论。——高科
固体颗粒在液体中沉降速度的计算方法评述
自由沉降速度表达式) !#(过 渡 区 沉 降 !+@ ;<@ +&&&()它 描 述 在 固 体
颗粒运动中逐渐发展的紊流) 阿 连 !SJJFG(A$B给 出 的 阻 力 系 数 为
= > 564
/&
123C D
9
&0’#$
!-(
把 !-(式带入 !+(式"通 过 试 算 可 求 出 过 渡 紊 流
56U &0-$
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把 !$(式带入 !+(式"得 固 体 颗 粒 的 自 由 沉 降 速
度为
V= > 234+0%#T
789 7 7
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!’(
冈恰洛夫 也 A-B 给出了关于紊流区固体颗粒的沉
降速度公式) !-(边 界 层 紊 流 区 ) 随 着 雷 诺 数 的 增 加 "到 了 另
&"
石油钻采工艺 "%%%年-第 ""卷.第 "期
在 不 同 液 体 中 进 行 沉 降 试 验 5得 最 佳 形 状 系 数 为
J 7$FGH FIF< 或 7$FIHF<
&’K*
等效直径为
L
J F#$+ FGFIF<
&+M*
吉 良 八 郎A’2E3舒 尔 茨 &N<OPQR*A’:E3斯 瓦 尔 松
&N?G@#>@*A’KE也 分 别 给 出 了 形 状 系 数 和 等 效 直 径 的
M-DC 成 $.QD 正比*与牛顿液体相比!在拟塑性液体中-D
R $.!颗 粒 直 径 变 化 对 沉 降 速 度 的 影 响 更 加 敏 感 S而
泥沙颗粒沉降速度计算方法比较分析
泥沙颗粒沉降速度计算方法比较分析李铭志;何炎平;诸葛玮;黄超【摘要】泥沙颗粒沉降速度是泥沙管道输送磨阻损失计算的关键因素.针对当前使用较多的颗粒沉降速度计算方法,包括孙玉波提出的对应不同流型的个别计算方法、Concha等人提出的以形状系数为自变量的直接计算方法、Cheng Nian-Sheng基于阻力系数和雷诺数之间关系回归得出的公式、Ahrens基于阿基米德浮力指数和雷诺数之间关系回归得出的公式、Wilson提出的在不同剪切雷诺区的分段计算方法、Weiming Wu基于大量不规则颗粒沉速回归所得的公式,分别进行了详细介绍.进行了计算验证,并与测量数据相比较.给出了关于泥沙颗粒沉降速度计算方法选用的建议.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P6-9)【关键词】泥沙;颗粒;沉降速度;颗粒沉降【作者】李铭志;何炎平;诸葛玮;黄超【作者单位】上海交通大学海洋工程国家重点试验室,上海200240;上海交通大学海洋工程国家重点试验室,上海200240;中港疏浚有限公司,上海200120;上海交通大学海洋工程国家重点试验室,上海200240【正文语种】中文【中图分类】U616+.21在泥沙管道输送磨阻损失计算过程中，泥沙的悬浮性和均质性起到了决定性的作用。
而悬浮性和均质性又与泥沙颗粒的沉降速度密切相关。
一般认为，当泥沙颗粒的脉动速度大于其沉降速度时，颗粒即可悬浮。
因此，很多学者提出的颗粒管道输送计算公式都以颗粒沉降速度为自变量之一，比如王绍周[1]、Durand[2]、Wasp[3]、Chien[4]等。
可见，对不同颗粒的沉降速度的准确计算，是泥沙管道输送磨阻损失计算的基础。
对颗粒在清水中沉降速度的研究从19世纪开始至今，有很多学者相继给出了确切的计算方法和计算公式。
也正因为如此，从无数不同结果中选择最适合值的工作变得非常困难。
本文就最常用和最新的计算公式，包括孙玉波公式[5]、Concha公式[6]、Cheng公式[7]、Ahrens公式[8]、Wilson公式[9]和Wu Weiming公式[10]进行详细介绍，并用各种试验测得数据进行了计算对比，以供使用者参考。
尘埃粒子数据及计算公式
尘埃粒子数据及计算公式尘埃粒子是指空气中悬浮的微小颗粒，由于它们的大小和质量非常小，因此对于其运动和沉降行为的研究具有一定的挑战性。
然而，通过合适的实验和模型，我们可以获得尘埃粒子的一些关键数据，并利用计算公式来揭示它们的行为。
在本文中，我将介绍一些常用的尘埃粒子数据和计算公式，以及它们的应用领域和限制。
1.尘埃粒子常用数据尘埃粒子的主要参数包括粒径、密度、形状和分布等。
其中，粒径是指尘埃粒子直径的大小，可以通过显微镜观察或粒度分析仪测量得到。
而密度则是指尘埃粒子质量与体积的比值，可以通过称重法或测量尘埃粒子的尺寸和物理性质来计算得到。
形状则是指尘埃粒子的几何形态，常见的有球形、纤维形、片状等。
分布指的是尘埃粒子在空气中的浓度分布情况，可以通过采样分析或气溶胶浓度仪测量得到。
2.尘埃粒子沉降速度计算公式尘埃粒子在空气中的沉降速度是研究尘埃粒子性质和行为的重要参数。
常用的尘埃粒子沉降速度计算公式包括斯托克斯定律和牛顿定律。
-斯托克斯定律适用于小尺寸、低速度的尘埃粒子，其公式如下：$$V_s = \frac{2}{9} \cdot \frac{g \cdot r^2 \cdot (\rho_p -\rho_a)}{\eta}$$其中，$V_s$是尘埃粒子的沉降速度，$g$是重力加速度，$r$是尘埃粒子的半径，$\rho_p$是尘埃粒子的密度，$\rho_a$是空气的密度，$\eta$是空气的动力粘度。
-牛顿定律适用于大尺寸、高速度的尘埃粒子，其公式如下：$$V_n = \sqrt{\frac{4 \cdot g \cdot r^3 \cdot (\rho_p -\rho_a)}{3 \cdot (\rho_p + 2 \cdot \rho_a)}}$$其中，$V_n$是尘埃粒子的沉降速度，$g$是重力加速度，$r$是尘埃粒子的半径，$\rho_p$是尘埃粒子的密度，$\rho_a$是空气的密度。
3.尘埃粒子沉降行为的应用领域和限制尘埃粒子的沉降行为对于环境污染、空气质量监测、工业生产等领域都具有重要的意义。
土壤污染物沉降速率计算公式及2个沉降速率经验参数
土壤污染物沉降速率计算公式及2个沉降速率经验参数本文章主要提供两个沉降速率的经验值，一个沉降速率V的计算公式，还有几个关于土壤中重金属的小知识。
土壤中重金属的来源主要是大气沉降。
有研究表明在旱地，大气沉降、施肥均会带来一定量的重金属输入，水稻田的重金属来源是大气干湿沉降、施肥和灌溉。
颗粒物的沉降分为干沉降和湿沉降。
一般来说，大气中颗粒物沉降量中湿沉降占80-90%，干沉降仅占10-20%。
颗粒物的沉降具体到计算中常涉及到沉降速率。
沉降速率V是一个难以测定的值，沉降速率V与许多变化的因素有关，如颗粒物粒径大小、气象状态、大气稳定度、相对湿度、风速、沉降面特征等，其中颗粒物粒径大小起着至关重要的贡献。
沉降速率的计算公式：颗粒物沉降速度可应用斯托克斯定律求出：式中V：表示沉降速度cm/s；g：重力加速度，cm/s2；1 / 4d：粒子直径（直径取0.1μm），cm；ρ1、ρ2：颗粒密度和空气密度，g/cm2（20℃空气密度为1.2g/cm2）；η：空气的粘度，Pa·S（20℃空气粘度为1.81×10-4Pa·S）该公式来自《生活垃圾焚烧发电厂烟尘中重金属沉降对土壤环境影响评价方法探讨》（【环保科技】2013年第2期作者：徐玮、李燕、李敏），该论文列出的公式参考文献是：《环境化学》（王晓蓉，南京大学出版社，1993）。
备注：斯托克斯定律：斯托克斯定律(Stokes Law，1845)是由英国科学家乔治·斯托克斯(1819.08.13—1903.02.01)推导出，具体定律是指半径为r的小球在黏度为η的流体中以速度v运行时，小球受到的粘滞阻力为f=6πηrv，即在与粘滞力相比，惯性力可以忽略的情况下斯托克斯导出的阻力表达式。
斯托克斯定律的应用：沉降分离和离心分离2 / 4。
化工原理 第三章 沉降与过滤-例题
18×1.005×10
−3
= 9.797×10−3m/ s
核算流型
Rt= e dut ρ 95×10−6 ×9.797×10−3 05×10
−3
=0.9244 1 ＜
原假设滞流区正确，求得的沉降速度有效。
例 ： 拟采用降尘室除去常压炉气中的球形尘粒。降尘室 的宽和长分别为2m和6m,气体处理量为1标m3/s，炉气温度为 427℃，相应的密度ρ=0.5kg/m3 ，粘度µ=3.4×10-5Pa.s，固体 密度ρS=400kg/m3 操作条件下，规定气体速度不大于0.5m/s， 试求： 1．降尘室的总高度H，m； 2．理论上能完全分离下来的最小颗粒尺寸； 3. 粒径为40µm的颗粒的回收百分率； 4. 欲使粒径为10µm的颗粒完全分离下来，需在降降尘室内设 置几层水平隔板？
解：1）降尘室的总高度H
273+t 273+427 V =V =1× = 2.564m3 / s S 0 273 273 V 2.564 H= S = . m bu 2×0.5 = 2 564
2）理论上能完全出去的最小颗粒尺寸
Vs 2.564 ut = = = 0.214m/ s bl 2×6
用试差法由ut求dmin。 假设沉降在斯托克斯区
例 ： 试计算直径为95µm，密度为3000kg/m3 的固体颗粒在 20℃的水中的自由沉降速度。 解：1）在20℃水中的沉降。 用试差法计算 先假设颗粒在滞流区内沉降 ，
d2(ρs − ρ)g ut = 18µ
附录查得，20℃时水的密度为998.2kg/m3,µ=1.005×10-3Pa.s
(95×10 ) (3000−998.2)×9.81 u=
18µut 18×3.4×10−5 ×0.214 dmin = = = 5.78×10−5m (ρs −ρ)g (4000−0.5) ×9.807
沉降速度球形颗粒的自由沉降阻力系数影响沉
K
d3
s g
2
95 106
3
1.2053000 1.205 9.81
1.81105 2
4.52
2.61＜K<69.1，沉降在过渡区。用艾伦公式计算沉降速度。
ut
1 1.6
0.154g 1.4d 1.4 s
0.4 0.6
1 1.4
连续相与分散相 分离
不同的物理性质
机械 分离
分散相和连续相 发生相对运动的方式
沉降 过滤
一、重力沉降
沉降 在某种力场中利用分散相和连续相之间的密度差异 ，使之发生相对运动而实现分离的操作过程。
作用力
重力 惯性离心力
重力 沉降 离心沉降
1、沉降速度
1）球形颗粒的自由沉降
设颗粒的密度为ρs，直径为d，流体的密度为ρ，
998.2 0.0696
与此当量直径相对应的正方体的棱长为：
l de 3.182 104 2.565104 m
6
3
6
3
所得方铅矿的棱长范围为0.2565~0.7mm。
二、降尘室
1、降尘室的结构
2、降尘室的生产能力
降尘室的生产能力是指降尘室所处理的含尘气体的体积流 量，用Vs表示，m3/s。
——牛顿公式
3、影响沉降速度的因素
1）颗粒的体积浓度 在前面介绍的各种沉降速度关系式中，当颗粒的体积浓
度小于0.2%时，理论计算值的偏差在1%以内，但当颗粒浓 度较高时，由于颗粒间相互作用明显，便发生干扰沉降， 自由沉降的公式不再适用。 2）器壁效应
当器壁尺寸远远大于颗粒尺寸时，（例如在100倍以上）
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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过渡区
群体沉降速度 群体沉降速度
沉降速度 u(m/s)
雷诺数Re (m/s，＜0.05) (m/s，＞0.05)
0.2219 32.4991
0.2147
0.2270
0.0250 2.6302
0.0242
0.0256
0.0125 1.1781
0.0121
0.0127
0.0083 0.7331
0.0080
群体沉降速度 (m/s，＞0.05)
2.5807 4361.022
270
0.0651
17.4716
0.0630
0.0666
100
150
0.0201
2.9958
0.0194
0.0206
150
106
0.0100
1.0572
0.0097
0.0103
200
75
0.0050
0.3745
0.0049
0.0051
250
58
0.0030
0.1732
0.0029
0.0031
300
48
0.0021
0.0982
0.0020
0.0021
400
38
0.0013
0.0487
0.0012
0.0013
1000
13
0.0002
0.0020
0.0001
0.0002
1.层流区雷诺数＜1，过渡区雷诺数1＜Re＜1000，蓝色字体为可调变量。 2.目数与粒径详细对照表见sheeet2. 3.其中体积浓度为单位体积混合液中固体颗粒的体积。 4.颗粒真密度与堆积密度表sheet3. 备注：以上颗粒沉速只供参考，所有公式没有考虑流体的整体流动，是在静止 流体中的计算。泥沙运动严格的讲只有半个理论。——高科
固体颗粒真密 液体密度ρ 度ρs（kg/m3） （kg/m3）
体积浓度 (m3/m3)
液体运动粘度 重力加速度
υ（m2/s）
g(N/kg)
2650 目数
1000
颗粒
颗粒直径d(μ
m)
10
1700
0.005
0.000001006
9.8
层流区
沉降速度 u(m/s)
雷诺数Re
群体沉降速度 (m/s，＜ 0.05)
0.0084
0.0055 0.4569
0.0053
0.0056
0.0040 0.3216
0.0039
0.0041
0.0032 0.2483
0.0031
0.0033
0.0024 0.1805
0.0024
0.0025
0.0007 0.0417
0.0007
0.0007