青海大学非均相物系课件第4章第1节重力沉降

青海大学非均相物系课件第4章第1节重力沉降THE FIRSTLESSON OFTHE SCHOOLYEARCONTENTS目录•重力沉降概述•重力沉降的分类•重力沉降的影响因素•重力沉降的计算方法•重力沉降实验研究•重力沉降的工业应用01重力沉降概述重力沉降的定义总结词重力沉降是指固体颗粒在流体中由于受到重力作用而发生的下沉或沉降现象详细描述重力沉降是自然界和工业生产中广泛存在的现象当固体颗粒在流体中受到重力作用时，颗粒会受到一个向下的力，使其下沉或沉降这个过程可以发生在气体、液体或固液混合物中重力沉降的原理总结词重力沉降的原理是牛顿第二定律的应用，即作用力和反作用力相等详细描述当固体颗粒在流体中受到重力作用时，颗粒会受到一个向下的力，这个力的大小与颗粒的质量成正比，与重力的加速度成正比同时，颗粒也会对流体产生一个向上的反作用力，这个力的大小与颗粒的质量成正比，与重力的加速度成反比因此，当颗粒下沉时，流体中的压力和速度也会发生变化重力沉降的应用总结词重力沉降在工业和自然界中有广泛的应用，如污水处理、矿物分离和天然沉降等详细描述在工业生产中，重力沉降常用于分离固体颗粒和流体，如矿物分离、污水处理和油水分离等在自然界中，重力沉降也是河流沉积、泥石流和火山灰降落等现象的原理之一此外，重力沉降还可用于气体净化、空气除尘和烟气脱硫等领域01重力沉降的分类自由沉降自由沉降是指固体颗粒在重力作用下，不受其他外力（如流体阻力、浮力等）作用的沉降过程颗粒在沉降过程中保持相对独立，不受其他颗粒或器壁的阻碍自由沉降是单颗粒的无约束沉降，适用于颗粒粒径较大、流体阻力可忽略不计的情况自由沉降的速率与颗粒的密度、形状、大小及介质的粘度等因素有关受阻沉降受阻沉降是指固体颗粒在重力作用下，受阻沉降是多颗粒间的相互影响和与流受阻沉降的速率与颗粒的形状、大小、受到其他外力（如流体阻力）作用的沉体间的相互作用，适用于颗粒粒径较小、密度、介质的粘度及流体的流动状态等降过程颗粒在沉降过程中会受到周围流体阻力不可忽略的情况因素有关流体的阻力，其运动轨迹可能发生变化悬浮沉降悬浮沉降是指固体颗粒在重力作用下，悬浮于液体或气体中的沉降过程颗粒在沉降过程中受到流体的浮力和阻力作用，可能长时间悬浮于流体中悬浮沉降是工业上常见的现象，如烟气中的粉尘、废水中的悬浮物等悬浮沉降的速率与颗粒的密度、形状、大小及流体的物理性质等因素有关01重力沉降的影响因素颗粒的性质密度形状颗粒的形状越不规则，重力沉降速度颗粒的密度越大，重力沉降速度越快越慢粒径颗粒的粒径越大，重力沉降速度越快流体的性质温度流体的温度越高，颗粒在流体中的粘度沉降速度越快流体的粘度越大，颗粒在流体中的沉降速度越慢压力流体的压力越大，颗粒在流体中的沉降速度越快操作条件010203流速容器形状颗粒浓度流速越大，颗粒在流体中容器形状对颗粒的沉降行颗粒浓度越高，颗粒之间的停留时间越短，重力沉为有影响，如沉降距离、的相互作用越强，影响重降效果越差沉降时间等力沉降效果01重力沉降的计算方法斯托克斯公式总结词适用于球形颗粒在低雷诺数下，即颗粒无变形且流体无粘性时的沉降速度计算详细描述斯托克斯公式是由英国物理学家乔治·斯托克斯在19世纪提出的，用于计算球形颗粒在低雷诺数下的沉降速度该公式基于牛顿第二定律和连续性方程，适用于稀疏颗粒流和低流速的情况哈根-泊肃叶公式总结词适用于计算非球形颗粒在任意雷诺数下的沉降速度详细描述哈根-泊肃叶公式是由德国物理学家古斯塔夫·哈根和法国物理学家让·泊肃叶共同提出的，适用于颗粒形状不规则或变形以及流体粘性较大的情况该公式考虑了颗粒形状、密度、流体粘度等因素对沉降速度的影响修正后的斯托克斯公式总结词详细描述考虑了颗粒形状、大小、密度和流体粘修正后的斯托克斯公式是在斯托克斯公式度等因素对沉降速度的影响，提高了预的基础上，考虑了颗粒形状、大小、密度测的准确性VS和流体粘度等因素对沉降速度的影响，从而提高了预测的准确性该公式适用于实际工业过程中颗粒的沉降行为模拟，有助于优化工艺流程和提高产品质量01重力沉降实验研究实验目的掌握重力沉降的基本分析不同颗粒物在重原理和实验方法力沉降过程中的行为特征了解颗粒物在重力作用下的沉降规律实验设备01020304沉降管计时器颗粒物样品测量工具用于模拟颗粒物在重力作用下用于记录颗粒物沉降所需时间不同粒径和密度的颗粒物，用用于测量颗粒物的粒径和密度的沉降过程于模拟实际环境中的颗粒物等参数实验步骤准备实验设备数据记录检查沉降管是否干净，确保计记录颗粒物沉降所需时间、粒时器正常运行，准备好颗粒物径、密度等参数，并观察颗粒样品物的行为特征开始实验结果分析将颗粒物样品放入沉降管中，根据实验数据，分析颗粒物在启动计时器并观察颗粒物的沉重力沉降过程中的行为特征，降过程得出结论并与理论值进行比较01重力沉降的工业应用固体颗粒分离固体颗粒分离是重力沉降在工业中最重要的应用在采矿和选矿过程中，重力沉降被用来分离矿石之一通过重力作用，不同密度和大小的固体颗和矿物颗粒，提高矿物的纯度和回收率通过调粒可以在液体中实现有效分离这种方法广泛应整颗粒的密度和大小，可以实现不同矿物的有效用于矿物加工、废水处理、食品加工等领域分离在废水处理领域，重力沉降被用来去除废水中的在食品工业中，重力沉降技术也被用来分离食品悬浮颗粒和杂质，提高水质通过设置适当的沉中的杂质和颗粒，提高食品的品质和安全性例降条件，可以使固体颗粒在沉淀池中快速沉降，如，在制糖和酿酒过程中，重力沉降被用来去除从而实现废水的净化原料中的杂质和颗粒，提高产品的纯度和口感废水处理废水处理过程中的一级处理通常采用沉淀池进行重力沉降，去除较大的悬浮颗粒和杂质经过一级处理后的废水可进行二级处理，进一步去除较小的颗粒和溶解性有机物重力沉降在废水处理中扮演着重要的角色通过将废重力沉降在废水处理中具有成本低、操作简便、处理水中的悬浮颗粒和杂质进行分离，可以实现废水的净效果稳定等优点它广泛应用于城市污水处理、工业化，满足排放标准废水处理等领域，为保护环境和改善水质做出了重要贡献气溶胶分离重力沉降在气溶胶分离方面也有一定的应用通过将气体中的悬浮颗粒进行分离，可以净化空气或气体，满足各种工业和环保需求在一些工业过程中，如玻璃制造、金属冶炼等，会产生大量的气溶胶颗粒这些颗粒对环境和人体健康有害，因此需要进行分离和去除重力沉降作为一种有效的分离方法，被广泛应用于此类工业废气的处理此外，在空气净化领域，重力沉降技术也被用来去除室内空气中的尘埃、细菌等微粒，提高室内空气质量通过设置适当的沉降条件，可以使微粒在空气中快速沉降，从而实现空气的净化。