《水质工程学》课程教学资源（PPT课件）16—1静水沉淀

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第十六章 沉淀和澄清

6S老联店16-1悬浮颗粒在静水中的沉淀沉淀：固体颗粒在重力的作用下，由水中分离出来的过程。（上浮也归此类）沉淀分类：1、自由沉淀：颗粒与颗粒和器壁之间互无干扰，颗粒只受重力和水的阻力作用。2、拥挤沉淀：颗粒互相干扰或受器壁干扰的沉淀颗粒受重力作用和上升水流作用

16-1悬浮颗粒在静水中的沉淀 沉淀：固体颗粒在重力的作用下，由水中 分离出来的过程。（上浮也归此类） 沉淀分类： 1、自由沉淀：颗粒与颗粒和器壁之间互 无干扰，颗粒只受重力和水的阻力作用。 2、拥挤沉淀：颗粒互相干扰或受器壁干 扰的沉淀。 颗粒受重力作用和上升水流作用

福S北辣浴3、絮凝沉淀：沉淀过程中，颗粒大小、形状好密度都有所变化（沉速越来越快，边沉降边聚结）一、固体颗粒在静水中的自由沉淀1、假定：(1颗粒为圆球形体积=1/6元d3(2) 果颗粒在水中仅受重力、浮力、水的阻力的作用。（3）下沉过程，颗粒之间无影响。（体积浓度<0.002）也不受器壁影响。(距离大于50倍颗径)

3、絮凝沉淀：沉淀过程中，颗粒大小、形状、 密度都有所变化（沉速越来越快，边沉降边聚结） 一、固体颗粒在静水中的自由沉淀。 1、假定： （1）颗粒为圆球形 体积=1/6πd3 （2）颗粒在水中仅受重力、浮力、水的阻力的 作用。 （3）下沉过程，颗粒之间无影响。 （体积浓度<0.002） 也不受器壁影响。(距离大于50倍颗径)

?S老联店42、受力分析：F3水阻力（1）重力F1：F2浮力F==元d36（2）浮力F2:1F.= πd'PigFi重力6（3）水的阻力：F3F3一与颗粒的糙度、大小、形状和沉速u有关，还与水的密度和粘度有关F=-DPA2

2、受力分析： （1）重力F1： （2）浮力F2： （3）水的阻力：F3 F3—与颗粒的糙度、大小、形状和沉速u有关， 还与水的密度和粘度有关。 F1重力 F3水阻力 F2浮力 F d  p g 3 1 6 1 = F d 1 g 3 2 6 1 = −   2 3 1 2 D u F C A = − 

S轮辣品4A一沉淀方向的投影面积，球形u? πd?F, = CpP-24Cp一阻力系数，与雷诺数Re有关中（4）合力为：F=F+F+Fu元d元dTaDP1g2466元duπd°g(p,- pl)-CpPi246

A—沉淀方向的投影面积，球形 ∴ CD—阻力系数，与雷诺数Re有关 （4）合力为: 1 2 2 3 2 4 D u d F C  =  6 2 4 1 6 1 2 2 3 3 1 2 3 u d d g d g C F F F F p l D l  =   −   −  = + + ( ) 6 2 4 1 2 2 3 u d d g p l CD l  =   −  − 

福duS北联浴4（5）牛顿第二定律：F=mdtnd?duIπd'g(p,- Pi)-(mDL264dt元颗粒的质量。Q3一m=p6du由大一→0,颗粒的下沉过程：u由O一→增大TdtF3由0→增大。du0当F3增大到F3=F,+F,时dtu不再变化，此时，u就是我们一般所称的沉速

（5）牛顿第二定律： —颗粒的质量。 颗粒的下沉过程：u由0→增大, 由大→0， F3由0→增大。 当F3增大到F3=F1+F2时。 u不再变化，此时， u就是我们一般所称的沉速。 dt du F = m ( ) 6 2 4 1 2 2 3 u d d g C dt du m p l D l  =   −  −  p m d   3 6 = dt du = 0 dt du

OS北联店Td（6）速度公式：0=d’g(p-P)-Cppi^464 gPp-Pi得u=..dV3 CpPi式中Cp一阻力系数，与雷诺数Re有关udR=uVV一水的运动粘度，由实验可得Cp与Re的关系中

（6）速度公式： 得 式中 CD —阻力系数，与雷诺数Re有关。 v—水的运动粘度， 由实验可 得CD与Re的关系。 ( ) 6 2 4 1 0 2 2 3 u d d g p l CD l  =   −  −  d C g u l p l D  − =     3 4  ud Re =

1010324102Re1010Re0.40.110-310-210-1:110102103104105108雷诺数Re图16-1CD与Re的关系（球形题粒）

S轮联品424当Re<1为层流：Cp古Re101<Re<500过渡区DRe500<Re≤105 紊流区: Cp=0.4o水处理中的沉淀为层流范围,将代入式中得Stokes公式：o4Ppg一Pl0u=243PiRe4pPDgRed72Pi

当Re<1为层流: 1≤Re≤500过渡区: 500＜Re≤105 紊流区: CD=0.4 水处理中的沉淀为层流范围,将代入式中得Stokes公式: Re 24 CD = Re 10 CD = d g u l p l  − =      Re 3 24 4 g d l p l  − =    Re 72 4

OS北联洁务4ududP,-PFR.0u=6072VVPiu2udpPPiDCug/72uPiP12uu872C+解得：gCuStokes公式。18u

∵ ∴ ∵ ∴ 解得: Stokes公式。  ud Re = d ud u g l p l  − =    72  4  l   = d ud u g l p l l  − =     72  2 ( ) 2 72 2 d u u g  p l  =  − 2 18 d g u p l   −  =