[科普中国]-颗粒沉降速度

颗粒沉降速度是指颗粒以均匀速度下沉时的速度。水或空气中悬浮物颗粒自由沉淀过程中，开始为加速沉淀，瞬时间即可达到作用于颗粒的推动力（重力）与水的阻力相等时的平衡状态，此时颗粒即以均匀速度下沉。它可通过沉淀试验或理论计算求得。

定义颗粒沉降速度是指颗粒以均匀速度下沉时的速度。水或空气中悬浮物颗粒自由沉淀过程中，开始为加速沉淀，瞬时间即可达到作用于颗粒的推动力（重力）与水的阻力相等时的平衡状态，此时颗粒即以均匀速度下沉。它可通过沉淀试验或理论计算求得1。

颗粒自由沉淀是指颗粒物在水中作自由沉降并聚集的过程。容器中液体含固体颗粒浓度不高时，粒子的沉降过程不受器壁和液体中其他粒子的影响而自由下沉。常用的斯托克斯公式就是颗粒自由下沉运动的数学表现。这时，颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。低浓度的离散性颗粒，如砂砾、铁屑等在水中沉淀时，都会发生这种现象1。

机理常用的斯托克斯公式就是颗粒自由下沉运动的数学表现。这时，颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。低浓度的离散性颗粒，如砂砾、铁屑等在水中沉淀时，都会发生这种现象。颗粒自由沉淀，颗粒在沉淀过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰的沉淀过程。生产实践中的颗粒沉降，一般都会受到其他颗粒的影响，有时还会受到沉淀池壁的影响。对于低浓度的砂砾、铁屑等的沉淀过程，可以认为是不受干扰的。自由沉淀的颗粒在水中开始时加速下沉，但很快由于作用于颗粒的沉淀推动力与阻力达到平衡而变为匀速下沉。

公式对于球形颗粒，在一定条件下，可得到斯托克斯静水颗粒自由沉淀公式：

u=gd(ρs-ρ)/18μ

式中，u为颗粒沉降速度(cm/s)；ρs、ρ分别为颗粒秒水的密度(g/cm)；g为重力加速度(cm/s)；μ为水的粘附系数(Pa·s)；d为颗粒直径(cm)。此公式可用于计算颗粒的沉速和用于粒径分析1。

本词条内容贡献者为:

黄头生 - 副教授 - 华北电力大学