重力沉降名词解释
沉降与过滤：重力沉降
)
2Ret 103,
ut 0.27
dsg(s
)
Ret 0.6
103 Ret 2 105,
ut 1.74
dsg(s )
艾伦公式
牛顿公式
讨论：
整个区域内，ds及（ρs- ρ ）越大，沉降速度ut越大； 在层流区，流体的粘度越大，表面摩擦阻力越大，沉降速 度越小，二者成反比； 流速与密度的关系： ρs>ρ：ut为正值，表示颗粒下沉， ut表示沉淀速度； ρs<ρ：ut为负值，表示颗粒上浮， ut的绝对值表示沉淀速 度； ρs=ρ： ut为零，表示颗粒不上浮，不下沉，说明此颗粒不 能用重力沉降分离法去除。
即：流体中的颗粒浓度很低，颗粒之间距离足够 大，并且容器壁面的影响可以忽略。
球形颗粒的受力情况分析
G
6
d
3
ss
g
Fb
6
d s 3 g
Fd
A
ut 2
2
Fb Fd
G
静止流体中颗粒受力示意图
备注：A: 颗粒沿沉降方向的最大投影面积，m2；
ut：颗粒相对于流体的沉降速度，m/s； ζ：沉降阻力系数。
受力说明：
由斯托克斯公式可以看出，沉降速度与颗粒直径ds的平 方成正比，故加大颗粒的粒径有助于提高沉淀效率；
粘度与沉降速度成反比，而温度又与粘度成反比，故提
高流体温度有助于颗粒沉淀效果；
在计算沉降速度时，可使用试差法， 即先假设颗粒沉降所属某个区域，选择相 对应的计算公式进行计算，然后再将结果 进行Ret校核。
G Fb Fd ma
当颗粒沉降瞬间，u为零，阻力为零，加速度a为最大值时，
随着u增大，阻力也增大，直到速度增大到一定值后，三种力
重力沉降法
例3-2：用有效水深为1.5m的沉降柱
对某离散型工业废水作静止试验， 取得表3-3所列的数据，试求u0＝ 2.8m/min时的ET值时多少？
表3-3 自由沉降试验数据表
时间（min）
0.5
1
2.5
5
6.8
10
沉速(m/min)
3.00
1.50
0.60
0.30
0.22
0.15
P0＝Ci/C0
0.55
0.12
2.0
0.15
2.5
0.18
3.0
0.21
3.5
0.24 (m/min)
4.0 (mm/min)
沉速u
表3-2
ut(mm/s) dP utdP
p0
0
ut dp
图解计算法
dP utdP ΣudP
ΣudP ut(mm/s)
0.11
0.25 0.37
0.04
0.06 0.1
0.0044 0.0044
Fd Cd As (L u / 2)
2 s
式中： Fd-水对颗粒的阻力； Cd-牛顿无因次阻力系数； As-自由颗粒的投影面积； uS-颗粒在水中的运动速度， 即颗粒沉速。
2 l us Fd C d As 2
Ff l V g
Fg mg s V g
式中：As——运动方向的面积 Cd——牛顿无因次阻力系数； us——颗粒沉降速度 当受力平衡时，沉速变为us（最终沉降速度）
球状颗粒自由沉降的沉速公式
1 1 2 3 2 Vs Vs d s , As d s , ds 6 4 As 3
沉降分离原理及方法
沉降分离原理及方法沉降分离是一种常用的物理分离方法，主要用于将混合物中的固体颗粒或浮游生物从液体中分离出来。
沉降分离原理基于不同物质的密度差异，通过重力作用使得较重的固体或浮游生物颗粒沉降到液体底部，从而实现分离的目的。
下面将详细介绍沉降分离的原理和常用的方法。
1.原理：沉降分离的原理是基于斯托克斯定律，即在流体中，一个颗粒的沉降速度与其体积、形状、密度以及流体的粘度和密度有关。
根据斯托克斯定律，一个颗粒在一定重力下的沉降速度可以用以下公式表示：v=(2g(ρp-ρm)r^2)/(9η)其中，v代表沉降速度，g代表重力加速度，ρp代表颗粒的密度，ρm代表流体的密度，r代表颗粒的半径，η代表流体的粘度。
根据上述公式可以看出，颗粒的沉降速度与颗粒的体积、密度以及流体的粘度有关。
通常情况下，沉降速度较慢的颗粒会更容易分离出来。
因此，在进行沉降分离时，可以通过控制颗粒的大小、密度以及流体的粘度来实现理想的分离效果。
2.方法：沉降分离的方法有许多种，下面介绍其中几种常见的方法。
（1）重力沉降：重力沉降是最基本也是最常用的沉降分离方法。
它利用物体在重力作用下向下沉降的特性，将混合物在重力的作用下静置一段时间，使得较重的固体颗粒沉降到液体底部。
然后通过倾倒或抽取的方式将上层液体倒掉，即可将固体与液体分离。
（2）离心沉降：离心沉降是通过离心力的作用加速沉降的过程。
离心沉降可以将颗粒分离得更彻底，分离速度更快。
离心沉降是利用离心机的转速和半径控制离心力的大小，通过调整离心机的参数，可以实现对不同颗粒的分离。
（3）沉降澄清：沉降澄清是通过调控液体的流速和流向，使颗粒在液体中进行不同速度的沉降，从而实现分离。
沉降澄清通常使用的装置是沉降澄清池或沉降澄清罐。
在这些装置中，通过设计合理的流场，使得颗粒在不同区域以不同的速度沉降，最终实现分离。
（4）浮选法：浮选法是通过将颗粒与空气或气泡结合在一起，使得颗粒浮在液体表面或高于液体表面，实现沉降分离的一种方法。
50-习题作业-第四讲离心技术与离心机作业习题及答案
第四讲 离心技术与离心机习题作业一、名词解释1．离心现象2．重力沉降3．沉降速度4．扩散现象5．沉降系数6．K系数二、简答题1. 什么是离心技术， 离心技术主要用于哪些方面？2. 简述离心机的工作原理。
3. 什么是离心现象？4. 什么是差速离心法？其优、缺点是什么？5. 简述速率区带离心法和等密度区带离心法6.分析型超速离心机的工作原理是什么？7. 离心机的转头一般分为几类，各叫什么名称?8. 对不同离心方法选择的要求是什么?9. 在使用离心机时应注意哪些问题?10.怎样对离心机进行维护保养？习题作业答案一、名词解释1．离心现象：物体远离圆心运动的现象称为离心现象,也叫离心运动。
2．重力沉降：液体中的微粒受重力的作用，较重的微粒下沉与液体分开，这个现象称为重力沉降。
3．沉降速度：在强大离心力的作用下，单位时间内物质的运动的距离。
4．扩散现象：在介质中，扩散是由于微粒的热运动而产生的质量迁移现象,主要是由于密度差引起的，这种现象称为扩散现象。
5． R·C·F：即相对离心力，是指在离心力场中，作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度“g”6．沉降系数：是指颗粒在单位离心力场作用下的沉降速度，其单位为“s”。
7．K系数：是用来描述在一个转子中，将粒子沉降下来的效率。
也就是溶液恢复成澄清程度的一个指标。
二、简答题1．什么是离心技术，离心技术主要用于哪些方面？答：应用离心沉降进行物质的分析和分离的技术称为离心技术,实现离心技术的仪器是离心机。
离心技术主要用于各种生物样品的分离、纯化和制备，在细胞生物学和分子生物学的每一进程中，总可见到离心技术的运用。
2.简述离心机的工作原理。
答：（1）离心是利用旋转运动的离心力以及物质的沉降系数或浮力密度的差异进行分离、浓缩和提纯生物样品的一种方法。
（2）悬浮液在高速旋转下，由于巨大的离心力作用，使悬浮的微小颗粒以一定的速度沉降，从而使溶液得以分离。
概述、重力沉降
形体曳力和表面曳力的影响因素各是什么？
答：组成总曳力的两部分力中，
为压力改变所
导致的曳力，主要取决于颗粒的形状和位向，称为形体曳
力；而
则是由于流体和颗粒表面的摩擦所导致的
曳力，主要由颗粒表面积的大小决定，称为表面曳力。
工程上大都将形体曳力和表面曳力合在一起，即研究总曳
力（总曳力FD与流体的μ、ρ、u有关） ，经因次分析用 下式表示：
检验Re值是否在假设的流型区域，如果计算的
Re值不在，则应另选用其它区域的计算式求ut。 符合于所用计算式的流型范围为止。
[例]一直径为0.1mm、密度为2200kg/m3的玻璃球在20℃的水中 沉 降，试求其沉降速度。
解：先假设流型层于层流区，
ut= gd p 2 ( p ) 18
= 9.810.0108020(.21020011000) =06.54×10-3m/s
流体在力场中所受的场力，
故 重力场 Fb= mg ρ / ρP (3)曳力FD
Fg
6
d
3
s
g
重力方向向下
Fb
d 3 6
g
浮力方向向上
FD
AP
u 2 2
阻力方向向上 (与颗粒运动方向相反
)
.......... 阻力系数 (无因次 )
A P ........ 颗粒在垂直于其运动方
向的平面上的投影面积
~Rpe关 系 由 实 验 测 定
对球形颗 粒 1
(1)层流(区 Stok区 es) Rep 2
24 Rep
(2)过渡(区 Alle区 n) 2Rep 500 18.5Rep0.6
(3)湍流(区 Newt区 on) 500Ret 2105 0.44
答案1-水污染试题库
一、名词解释（每小题4分，共16分）1、活性污泥：微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称。
(活性污泥法：通过鼓风或搅拌使活性污泥悬浮于水体，同时输送氧气，利用活性污泥中的好氧微生物的生物氧化作用降解无水肿的有机物的工艺过程称。
)2、重力沉降法：使悬浮在流体中的固体颗粒下沉而与流体分离的过程。
它是依靠地球引力场的作用，利用颗粒与流体的密度差异，使之发生相对运动而沉降，即重力沉降。
3、生物除磷：利用聚磷微生物具有厌氧释磷及好氧或缺氧过量吸收磷的特性，使好氧或缺氧段中混合液磷的浓度大量降低，最终通过排放含有大量富磷污泥而达到从污水中除磷的目的。
4、隔油池：利用油与水的比重差异，分离去除污水中颗粒较大的悬浮油的一种处理构筑物。
5、无氧呼吸：无氧呼吸是细胞呼吸的一种方式。
根据最终电子受体不同的分类方式，细胞呼吸分为发酵、有氧呼吸、无氧呼吸三种。
酵母酿酒、同型乳酸发酵、异型乳酸发酵都是属于发酵的范畴，而不是无氧呼吸。
简单的说，并不是没有利用分子氧的氧化就是无氧呼吸。
6、COD cr：化学需氧量，是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。
它是表示水中还原性物质多少的一个指标。
7、曝气池：利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。
池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。
8、活性污泥的驯化: 活性污泥驯化是为使已培养成熟的粪便污水活性污泥逐步具有处理特定工业废水的能力的转化过程9、双膜理论：一种关于两个流体相在界面传质动力学的理论。
主要论点：（1）在传质过程中，两相间有一个相界面。
相界面两边具有传质薄膜，在任何流体力学条件下，都呈滞流状态；（2）尽管传质两层膜很薄，仍是传质过程的主要阻力所在；（3）不论何时，在两层薄膜间的相界面处的浓度关系，假定已经达到平衡。
双膜理论将传质过程的机理大大简化，而变为通过传质两层薄膜的分扩散过程。
但在反映客观实际和指导生产方面，都有缺点和局限性。
环境工程原理-沉降(2)
浮力(向心力)Fb
Fb
1 6
d
P
3
r
2
惯性离心力Fc
r
Fc
mr 2
1 6
d
P
3
P
r
2
颗粒与流体之间产生相对运动，颗粒还会受到来自流体的
阻力（曳力）FD的作用。 ……CD与Re有关
FD
CD
4
dP2
u2
utlb
流体中直径为dc的颗粒完全去除的条件。
第二节 重力沉降
6.7 降尘室是从气体中除去固体颗粒的重力沉降设备，气体通过降 尘室具有一定的停留时间，若在这个时间内颗粒沉到室底，就可以
从气体中去除，如图所示。现在用降尘室分离气体中的粉尘（密度 为4500kg/m3），操作条件是：气体流量为6m3/s，密度为0.6kg/m3， 粘度为3.0×10-5Pa·s，降尘室高2m，宽2m，长5m。求能被完全去除 的最小尘粒的直径。
第二节 重力沉降
（2）粒径为40μm的颗粒回收百分率 由以上计算知，直径为40 μ m的颗粒的沉降必定在滞 流区，其沉降速度可用斯托克斯公式计算。 假设颗粒在降尘室入口处的炉气中是均匀分布的，则 颗粒在降尘室内的沉降高度与降尘室高度之比约等于 该尺寸颗粒被分离下来的百分率。 由于各种尺寸颗粒在降尘室内的停留时间均相同， 故40μm颗粒的回收率也可用其沉降速度u't与69.1μm颗 粒的沉降速度ut之比来确定，在斯托克斯定律区则为
分为两大类
旋流器：设备静止，流体在设备 中旋转运行而产生离心作用， 可用于气体和液体非均相混 合物的分离。
旋风分 离器
旋流分 离器
离心沉降机：通常用于液体非均 相混合物的分离，其特点是 装有液体混合物的设备本身 高速旋转并带动液体一起旋 转，从而产生离心作用。
《环境工程原理》复习资料整理总结
《环境工程原理》复习资料整理总结名词解释与填空题1.稳态反应：系统内衡算物质积累速率为02.离心沉降：利用混合物各组分质量不同，依靠离心力大小不同来实现颗粒物从混合物沉降分离3.静压能：要通过某截面的流体只有带着与所需功相当的能量时才能进入系统。
流体所具有的这种能量称为静压能或流动功。
4.层流低层：靠近壁面的薄层流体5.质量流量：单位时间内流过流动截面的流体质量6.在圆管中，雷诺数（Re<2000）为层流，（Re>4000）为湍流，（2000<Re<4000）有时层流，有时湍流。
7.重力去除时除尘效率，随着沉降时，常数的增加而（增加）（成正比）8.流量恒定时，增大管径，流速（降低）（u=qv/A）9.当吸收质在液相中的溶解度很小时,吸收靠液膜控制10.液膜：能将两种液体分隔开的液体，气膜：双膜理论：1.相互接触的气、液两相流体间存在着稳定的相界面，界面两侧分别有一层虚拟的气膜和液膜。
溶质分子以稳态的分子扩散连续通过这两层膜2.在相界面处，气、液两相在瞬间即可达到平衡，界面上没有传质阻力，溶质在界面上两相的组成存在平衡关系。
3.在层膜以外，气、液两相流体都充分湍流，不存在浓度梯度，组成均一，没有传质阻力。
传质阻力分析：总传质速率方程表明，传质速率与传质推动力成正比，与传质阻力成反比。
因此，对吸收操作来说，增加溶质的气相分压或者减少液相浓度，都可以增加传质推动力，从而提高传质速率。
当传质推动力一定时，则需要减少传质阻力来提高传质速率，因此有必要对传质阻力进行分析。
传质总阻力包括气膜阻力和液膜阻力两部分。
11.P35812.流体流动时，摩擦阻力与形体阻力产生的原因：摩擦阻力是指当流体沿固体流动时，在壁面附近形成速度分布，使得流体内部存在内摩擦力；内摩擦力做工而不断消耗流体的机械能，消耗的这部分机械能转化为热能，从而导致流体能量的损失。
形体阻力：流动阻力是指在运动过程中，边界物质施加于流体流动方向相反的一种作用力。
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重力沉降名词解释
重力沉降是一种以重力为主要驱动力的物体沿着重力方向不断前
进的现象。
大约在17世纪，英国物理学家艾萨克·牛顿定义了重力沉降，其本质是物体在重力的作用下系统的坠落。
重力沉降经常发生在地球表面上。
水、空气、泥土、悬浮物等都
会随着重力而下落，形成类似海浪或泥沙形状。
由于地球上的物体受
重力影响，它们都以极低的速度不断下落，因此重力沉降亦被称之为
重力坠落。
重力沉降可以发生在任何类型的物质上，其重力作用会使山峰的
峡谷及地壳的裂缝随时间的推移而不断变化。
例如，流星沿重力系统
前进，会始终坠落到最低点，而微小的颗粒物质会被重力沉降至水底，形成流沙湖泊或河床。
同样，空气在重力力作用下也会发生重力沉降。
大气压力越高，
空气密度越大，因此重力沉降越快；反之，空气压力越低，重力沉降
越慢。
下雨时，处于高空度处的雨水落下后受重力力作用而沉降，形
成彩虹状的雨滴。
在水的重力沉降中，流体的运动比空气重力沉降要快得多。
深海
里面的一些岩石在重力沉降的作用下，会急速地沿着水流沉没，形成
千万年来隐藏于大海中的海底森林，而这些森林又会促进海水有机物
的循环。
总之，重力沉降是大自然最原始的力之一，在水、空气、泥土等
物质之间及宇宙中扮演着重要角色。
重力沉降不仅是构成我们世界的
基石，也是深度研究宇宙物理学过程中极其重要的一环。