实验三、自由沉降实验.doc
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1、实验三 自由沉降实验一、实验目的1、通过实验加深对自由沉降的概念、特点、规律的理解。2、掌握颗粒自由沉淀实验方法,根据实验结果绘制沉降速度分布曲线。二、实验原理 沉淀是指从液体中借重力作用去除固体颗粒的一种过程。根据液体中固体物质的浓度和性质,可将沉淀过程分为自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀等4类。颗粒在自由沉淀过程中呈离散状态,互不结合,其形状、尺寸、密度等物理性质均不改变,下沉速度恒定,在水流中的沉降轨迹是直线。自由沉降多发生在悬浮物浓度不高情况下,如沉砂池及初沉池中的初期沉降。为便于分析,假定:沉降颗粒为球形,其大小、形状及质量在沉降过程中均不发生变化;水处于静止状态,且为稀悬浮液
2、。自由沉降过程可以由斯托克公式进行描述,即式中 u颗粒的沉速; g颗粒的密度; 液体的密度; 液体的粘滞系数; g重力加速度; d颗粒的直径;废水中悬浮物组成十分复杂,颗粒形式多样,粒径不均匀,密度也有差异,采用斯托克公式计算颗粒的沉速十分困难,因而对沉降效率、特性的研究,通常要通过沉降实验来实现。实验可以在沉降柱中进行,方法如下:取一定直径、一定高度的沉降柱,在沉降柱中下部设有取样口,如图所示,将已知悬浮物浓度C0的水样注入沉降柱,取样口上水深(取样口与液面间的高度)为h0,在搅拌均匀后开始沉降实验,并开始计时,经沉降时间t1,t2,.ti 从取样口取一定体积水样,分别计下取样口高度h,分析
3、各水样的悬浮物浓度C1,C2,.Ci ,同时计算:残余悬浮物量Pi=Ci/C0, 式中 Citi时刻悬浮物质量浓度(mg/L),C0原水样悬浮物的浓度(mg/L);沉降速度Ui=H/ti H取样口高度(m); U沉降速度(cm/min);ti沉降时间(min);注意问题:1、每从管中取一次水样,管中水面就要下降一定高度,所以,在求沉降速度时要按实际的取样口上水深来计算。2、实际上,在经过时间ti后,取样口上h高水深内颗粒沉到取样口下,应由两个部分组成,即:uu0=h/ti的这部分颗粒,经时间ti将全部去除,而h高水深内不再包含uu0这部分颗粒;除此之外,uu0=h/ti的那一部分颗粒也会有一部
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