Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 127 стр.

                       3.3. Отстаивание сточных вод
      Основным параметром, который используют при расчете осаждения,
является скорость осаждения частиц (гидравлическая крупность).
      При падении частицы под действием силы тяжести сила, движущая
частицу диаметром d, выражается разностью между ее весом
                             d3                           (3.12)
             G = mч ⋅ g = π ⋅ ρч ⋅ g
                             6
и выталкивающей архимедовой силой, равной весу жидкости в объеме
частицы
                                d3
              A = m0 ⋅ g = π        ρ0 ⋅ g ;               (3.13)
                                  6
                            d3
              G − A=π ⋅           g(ρч − ρ 0 ) ,           (3.14)
                             6
где ρч – плотность твердой частицы, кг/м3.
      Сила сопротивления среды по Ньютону
                      π ⋅ d ч 2 ρ 0 ⋅ wос 2
              R =ς ⋅            ⋅            ,             (3.15)
                          4           2
где ξ - коэффициент сопротивления водной среды, который зависит от
режима осаждения.
      Скорость осаждения wос можно найти из условия равенства силы,
движущей частицу и силы сопротивления водной среды:
                   4d ч ⋅ ( ρ ч − ρ 0 ) ⋅ g
           wос =                            .                 (3.16)
                           3ς ⋅ ρ 0
      В ламинарном режиме осаждения при ξ = 24 / Re получим формулу
Стокса
                        2
                 g ⋅ dч (ρч − ρ 0 )
           wос =                       .                      (3.17)
                        18μ 0
      Существует и минимальный размер частиц, ниже которого наблю-
даются отклонения от закона Стокса и при Re ≤10-4 на скорость осаждения
очень мелких частиц начинает влиять тепловое движение молекул среды.
В таких условиях размер dч частиц становится соизмеримым со средней
длиной свободного пробега молекул среды. Расчеты показывают, что при
dч ≈ 0,1 мкм частицы не осаждаются, а наблюдается лишь хаотическое
броуновское движение частиц.
      Скорость осаждения частиц нешарообразной формы меньше скоро-
сти осаждения шарообразных частиц. Для нешарообразных частиц в рас-
четных формулах используют эквивалентный диаметр dэ, который опреде-
ляют по объему Vч или массе Gч частицы:

                                       127