Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 194 стр.

                         6.1.1. Отстаивание сточных вод

    Основным параметром, который используют при расчете осаждения, яв-
ляется скорость осаждения частиц (гидравлическая крупность).
    При падении частицы под действием силы тяжести сила, движущая час-
тицу диаметром dч, выражается разностью между ее весом
                                3
                              dч                          (6.5)
           G = mч ⋅ g = π ⋅      ρч ⋅ g
                               6
и выталкивающей архимедовой силой, равной весу жидкости в объеме час-
тицы
                                 3
                             dч
           A = m0 ⋅ g = π          ρ0 ⋅ g ;                 (6.6)
                               6
                                 3
                             dч
              G − A=π ⋅            g(ρч − ρ 0 ) ,       (6.7)
                               6
где ρч – плотность твердой частицы, кг/м3.
     Сила сопротивления среды по Ньютону
                       π ⋅ d ч 2 ρ 0 ⋅ wос 2
               R =ς ⋅            ⋅            ,         (6.8)
                          4            2
где ζ - коэффициент сопротивления водной среды, который зависит от режи-
ма осаждения.
     Скорость осаждения wос можно найти из условия равенства силы, дви-
жущей частицу и силы сопротивления водной среды:
                    4d ч ⋅ ( ρ ч − ρ 0 ) ⋅ g
           wос =                             .              (6.9)
                           3ς ⋅ ρ 0
     В ламинарном режиме осаждения при ζ = 24/Reч получим формулу Сто-
кса
                        2
                  g ⋅ dч (ρ ч − ρ 0 )
          wос =                        .                   (6.10)
                        18μ 0
     Существует и минимальный размер частиц, ниже которого наблюдаются
отклонения от закона Стокса и при Reч ≤10-4 на скорость осаждения очень
мелких частиц начинает влиять тепловое движение молекул среды. В таких
условиях размер d частиц становится соизмеримым со средней длиной сво-
бодного пробега молекул среды. Расчеты показывают, что при d ≈ 0,1 мкм
частицы не осаждаются, а наблюдается лишь хаотическое броуновское дви-
жение частиц.
     Скорость осаждения частиц нешарообразной формы меньше скорости
осаждения шарообразных частиц. Для нешарообразных частиц в расчетных
формулах используют эквивалентный диаметр dэ, который определяют по
объему Vч или массе Gч частицы:
          d э = 3 6Vч / π = 3 6Gч / πρ ч .                 (6.11)


                                          194