自由沉降实验方法 全
实验报告
实验指导实验一 颗粒的静置自由沉降实验一、实验目的了解污水的沉降特性，加深对污水中非絮凝性颗粒的沉降理论，特点及规律的认识。
绘制沉降曲线，通过沉降实验，判定某种污水的沉降特性，求出沉降曲线，即Ｅ－ｔ（沉降效率－沉降时间），Ｅ-ｕ（沉降效率－沉降速度）关系曲线，以此提供沉淀池的设计参数。
二、实验原理沉降是指从液体中借助重力作用而除去固体颗粒的一种过程，根据液体中固体物质的浓度和性质，可将沉降过程分为自由沉淀，絮凝沉淀，成层沉淀和压缩沉淀等四类。
本实验的目的是研究探讨污水中的非絮性颗粒自由沉降的规律。
实验在沉降柱中进行，设水深为Ｈ，在ｔ时间内能沉到Ｈ处深处，则颗粒的沉速为ｕ＝Ｈ/t ，根据给定的沉降时间ｔ，可由ｕ＝Ｈ/t 求得沉淀ｕ0。
凡是沉降速度大于ｕ等于或大于ｕ0（ｕ≥ｕ0的颗粒在时间ｔ内可全部除去，在悬浮物的总量中，这部分颗粒可占的比率为（1－Ｘ0），Ｘ0代表沉速ｕ＜ｕ0的颗粒物与悬浮物的总量之比，在沉速ｕ＜ｕ0的颗粒中，具有某种粒径的颗粒占悬浮物总量的百分数为dx ，而其中能被除去的比率为ｕ/ｕ0×ｄｘ。
考虑到各种不同的粒径后，这类颗粒的去除率应为⎰+-=010)1(x u udxx E 上式右侧第二项中的udx 是一块微小面积。
由下图（图1）可见。
而⎰x udx为图1中阴影部分，可用图解积分法解出。
三、实验设备及仪器沉降柱：有机玻璃管，外径100ｍｍ，内径94ｍｍ，有效高度H=1600mm 。
配水系统；标尺；时钟；100ｍｌ的容量瓶10个；玻璃漏斗：10个；滤纸（中速定性）；称量瓶（或表面皿）：10个；万分之一天平；水样：浆泥水（300～500ｍｌ/Ｌ）；图1 颗粒的沉降曲线 图2 实验装置图 四、实验步骤将泥浆水倒入原水箱中，启到泵搅5拌分钟，使水中的悬浮物分布均匀。
关闭阀门6，开启阀门3、4、5向沉降柱中注水，同时由取样中取样100ｍｌ，测其浓度为Ｃ0。
当污水升到溢流口并流出后，关阀门4、5，停泵并开始计时。
自由沉淀实验报告分析
一、实验背景自由沉淀实验是研究颗粒在液体中自由沉降过程的实验。
通过该实验，可以了解颗粒在液体中的沉降规律，为水处理、环境保护等领域提供理论依据。
本实验报告主要分析自由沉淀实验的原理、实验步骤、实验结果及结论。
二、实验原理自由沉淀实验基于以下三个假设：1. 水中固体为非压实性，可沉淀固体在沉淀过程中不改变其自身性状；2. 沉淀过程开始时，水中各断面的各种颗粒分布状态一致，具有均一固体浓度；3. 沉淀过程中，各颗粒均按自身具有的规律下降，互不干扰。
在含有分散性颗粒的废水静置沉淀过程中，设沉淀柱内有效水深为 H，通过不同的沉淀时间 ti 可求得不同的颗粒沉淀速度 ui，此即为 ti 时间内从水面下沉到取样点的颗粒所具有的沉速。
此时取样点处水样悬浮物浓度为 Ci，未被去除的颗粒所占的百分比 Pi（悬浮物剩余率）为 Ci/C0，此时被去除的颗粒所占的百分比为1-Pi。
三、实验步骤1. 准备实验器材：沉淀柱、取样器、秒表、天平等；2. 将待测水样注入沉淀柱，确保水样高度适宜；3. 记录水样初始时刻；4. 观察沉淀过程中颗粒的沉降情况，记录不同时间 ti 下的沉淀速度 ui；5. 根据实验数据，计算颗粒沉降速度与颗粒直径、液体粘度之间的关系；6. 分析实验结果，得出结论。
四、实验结果及分析1. 颗粒沉降速度与颗粒直径成正比，与液体粘度成反比。
实验结果表明，颗粒直径越大，沉降速度越快；而在相同颗粒直径下，液体粘度越小，沉降速度越快。
2. 颗粒密度对沉降速度的影响较小。
实验结果表明，在相同颗粒直径和液体粘度下，颗粒密度对沉降速度的影响不大。
3. 颗粒沉降速度与沉淀时间呈指数关系。
实验结果表明，随着沉淀时间的延长，颗粒沉降速度逐渐减小，直至达到平衡。
五、结论1. 颗粒在液体中的自由沉淀过程受颗粒直径、液体粘度等因素的影响；2. 颗粒沉降速度与颗粒直径成正比，与液体粘度成反比；3. 颗粒密度对沉降速度的影响较小；4. 颗粒沉降速度与沉淀时间呈指数关系。
颗粒自由沉淀实验方案
1. 引言颗粒自由沉淀是指颗粒在液体中自由下沉的过程，是颗粒物理学领域的一个重要实验现象。
研究颗粒自由沉淀的实验可以帮助我们了解颗粒的运动行为以及其对液体中的沉降速度的影响。
本文档将介绍一种用于研究颗粒自由沉淀的实验方案。
2. 实验目的本实验的目的是通过观察颗粒在液体中的自由沉淀过程，了解颗粒的沉降速度与其特性之间的关系，并进一步探讨影响颗粒沉降速度的因素。
3. 实验材料和设备•颗粒样品（可选择不同粒径的砂粒、盐晶等）•透明玻璃容器•透明液体（如水、酒精等）•温度计•手动搅拌器•实验计时器•实验器皿•实验室安全设备（如手套、护目镜）4. 实验步骤4.1 准备工作1.清洗玻璃容器，确保其内壁光滑无杂质。
2.准备透明液体，并将其倒入玻璃容器中，使液体填满容器的一半左右。
3.将温度计插入液体中，记录液体的温度。
4.2 实验操作1.按照实验需求，选择合适的颗粒样品，并称取一定质量的颗粒。
2.将颗粒样品缓慢地加入玻璃容器中，确保颗粒均匀分布于液体中。
3.使用手动搅拌器轻轻搅拌液体中的颗粒，使颗粒悬浮于液体中。
4.停止搅拌器并立即开始计时。
5.观察颗粒的沉降过程，并记录沉降时间。
4.3 实验参数记录在进行实验的过程中，需要记录和测量以下参数：•颗粒沉降时间：使用实验计时器记录颗粒沉降所需的时间。
•液体温度：使用温度计测量液体的温度，并记录下来。
4.4 实验重复为了提高实验的准确性和可靠性，建议进行多次实验重复。
重复实验时，可选择不同颗粒样品、不同颗粒浓度或不同液体温度进行实验，并记录每次实验的结果。
5. 实验数据处理与分析1.整理实验记录数据，并进行数据分析，包括计算平均沉降时间和标准差等统计指标。
2.比较不同实验条件下的颗粒沉降时间，分析颗粒浓度、颗粒粒径以及液体温度对颗粒沉降速度的影响。
3.将实验结果绘制成图表，便于数据展示和分析结果的可视化。
6. 结论与讨论根据实验结果可以得出以下结论：1.颗粒浓度对颗粒沉降速度有一定影响，颗粒浓度越高，颗粒沉降速度越快。
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）。
自由沉淀实验
实验一 自由沉淀实验（累积沉泥量法）一、实验目的本实验采用测定沉淀柱底部不同历时累计沉泥量方法，找出去除率与沉速的关系。
通过本实验希望达到下述目的：1.初步了解用累计沉泥量方法计算颗粒物杂质去除率的原理和基本实验方法。
2.加深理解沉淀的基本概念和颗粒物的沉降规律。
二、实验原理累计沉泥量测定法的具体计算分析如下： 假定沉降颗粒具有同一形状和密度，由此得出两个关系式：颗粒沉速u s 与颗粒重量m 的函数关系式：颗粒沉速u s 与颗粒数目n 的函数关系式：式中,βα，，，b a 是系数,与颗粒形状、密度,水的粘滞性等因素有关,其中βα，大于1。
由以上二式可得出水样中原始悬浮物浓度C 0：【重量g ，数目n/mL ，浓度=m ×n （g/mL ）】（1—1）水中等于、大于沉速u S ，的颗粒浓度为us C ≥：（1—2）令 ， 则：（1—3）那么水中所有小于流速u S 的颗粒浓度为us C <，则：ββ--=11Su b n αSau m =）（s u n ϕ=）（s u m ϕ=1max001max+--+-===⎰⎰βαβαβαu ab abu mdn C u s1011max 1)(1max +-+-+--≥+--=-+-==⎰βαβαβαβαβαβαss s u u s us u ab C u u ab du abu C sA C ab=+-0)1(βα)1(000B s B s us Au C u AC C C -=-=≥B =+-1βα（1—4） （1—5）经过沉淀t 时间，沉淀柱内残余的悬浮物含量有多少呢？应首先求出经沉淀t 时间，沉淀柱内全部沉淀的颗粒量(即沉泥量)Wt 值。
设沉淀柱半径为r ，高为H ，u 0=H/t 为临界沉速。
上式第二项中t u h s s =，（1—6）因为 ，，B =+-1βα则：（1—7）式中：02HC r π——沉淀柱中原有悬浮物质量（g ）；——经过沉淀t 时间后沉淀柱中剩余悬浮物质量（g ）。
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。
自由沉淀实验报告
自由沉淀实验报告
自由沉淀是一种常见的实验方法，通过这种方法可以分离出悬浮在液体中的固体颗粒。
在这个实验中，我们将探讨自由沉淀的原理、实验步骤和实验结果。
首先，我们来看一下自由沉淀的原理。
自由沉淀是利用固体颗粒在液体中的沉降速度不同而实现分离的方法。
根据斯托克斯定律，颗粒的沉降速度与颗粒的直径和密度、液体的粘度以及重力加速度有关。
因此，通过调节这些参数，我们可以实现对颗粒的分离。
接下来，我们将介绍自由沉淀的实验步骤。
首先，我们需要准备一个透明的圆柱形容器，并将需要分离的颗粒悬浮在液体中。
然后，我们将观察颗粒在液体中的沉降情况，记录下颗粒沉降的时间，并根据斯托克斯定律计算出颗粒的沉降速度。
最后，我们可以根据颗粒的沉降速度来实现分离，将不同速度的颗粒分离出来。
在实验中，我们发现了一些有趣的现象。
首先，我们发现颗粒的沉降速度与颗粒的直径成正比，这与斯托克斯定律的预测一致。
其次，我们发现颗粒的沉降速度与液体的粘度成反比，这也与理论相符。
最后，通过实验，我们成功地实现了对颗粒的分离，验证了自由沉淀的有效性。
总的来说，自由沉淀是一种简单而有效的分离方法，通过调节实验条件，我们可以实现对固体颗粒的分离。
在今后的实验中，我们可以进一步探讨自由沉淀的应用，以及对实验条件的优化，从而更好地应用于实际生产中。
通过本次实验，我们对自由沉淀有了更深入的了解，相信在今后的学习和工作中，这将为我们带来更多的启发和帮助。
希望我们能够继续探索实验科学，不断学习，不断进步。
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。
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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00
00
/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 0
u
x
2、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）。
取样前先排空取样管中的积水越10mL左右，取样后测定工作水深H i；
4、将每一沉降时间的水样作平行试验，用滤纸（已烘干称量过）过滤，并将过滤后的滤纸放入已称量的坩埚或称量瓶中，在100℃~110℃烘箱内烘干4小时，然后取出滤纸放入干燥器中，冷却后迅速称量（以防止滤纸吸水过多引起过大的误差）。
其增量即为水样中悬浮物的重量；
5、计算不同沉降时间水样中悬浮物浓度C i，沉淀效率E以及相应的颗粒沉速u i，绘制E~ t、E~u关系曲线。
五、数据记录与处理
1、实验数据记录见表1-1。
2、根据数据绘制E~t、E~u关系曲线（负荷为20m3/m2.d）。
3、实验结果分析。
表1-1 沉降实验记录表
六、自由沉降实例分析
例：某废水中悬浮物浓度不高，且均为离散颗粒，在一有效水深H=2.0m 的沉降柱内作沉降试验，其结果见表1-2。
试求此废水在一负荷为25m 3/m 2.d 的沉降设备内悬浮物的理论总去除率。
表1-2 静置沉降试验结果
解：（1）计算各沉降时间下，水中残余颗粒所占百分数与相应的沉降速度u ，结果见表1-3所示。
表1-3 各沉降时间下水中残余颗粒所占百分数及沉降速度
（2）由表1-3数据作出图1-2所示的沉速分布曲线 （3）计算指定的颗粒沉速：
u 0=25m 3/m 2.d=0.0174（m/min ）
（4）由图1-2查出，当u 0=0.0174m/min 时，P 0=0.54，即有54%的固体颗粒沉速小于u 0，其中能被除去的部分占SS 总量的分率Σudp/u 0用图解法求，计算结果见表1-4所示。
表1-4
0 1.0 2.0 3.0 4.0
x 残余颗粒百分数(%)
01.51.21.81.70.40.1△x △x 沉降速度 (×10–2m/min)
图1－2 残余颗粒百分数与沉降速度关系曲线
由公式100)1(00⨯⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎣
⎡+-=∑u udp p E T %计算总沉降效率E T ：
100)1(00⨯⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣⎡+-=∑u udp p E T %
=[（1-0.54）+0.0046/0.0174]×100%
=72.4%
（5）根据试验及计算结果，可将沉淀时间t ，沉降效率E ，沉降速度u 之间的关系绘成图，如图1-3、图1-4所示。
图1-3 沉淀时间与沉降效率关系曲线
图1-4 颗粒沉速与沉淀效率关系曲线
七、思考题
1、简述废水中悬浮颗粒自由沉降的原理。
2、由原始水深为1.5m 的沉降柱中点，得到沉降试验的结果如下表所示。
试确定表面负荷为200m 3/m 2.d 的平流沉淀池对悬浮液中固体颗粒的沉降效率。
颗粒沉速u
沉淀效率E
沉淀时间t
沉淀效率E
3、自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀和压缩沉淀各有什么特点？说明它们的内在联系与区别。