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砂子的沉降风速计算公式砂子的沉降风速是指在大气环境中，砂子颗粒由于重力作用而向下运动的速度。
砂子的沉降风速是地质学、气象学和环境科学等领域的重要参数，对于研究自然环境和预测自然灾害具有重要意义。
在实际工程中，准确计算砂子的沉降风速对于建筑物的设计和土壤侵蚀的预防具有重要意义。
本文将介绍砂子的沉降风速计算公式及其应用。
砂子的沉降风速与砂子颗粒的粒径、密度、形状以及大气环境中的风速等因素密切相关。
一般来说，砂子颗粒越大、密度越大，其沉降风速就越大；而风速越大，砂子的沉降风速也会增加。
根据这些因素，研究者提出了一系列砂子的沉降风速计算公式，其中最为常用的是斯托克斯定律和牛顿定律。
斯托克斯定律是最早用于描述颗粒在流体中运动的定律之一，它适用于小颗粒在粘性流体中的沉降运动。
斯托克斯定律认为，当颗粒的直径小于0.1mm时，颗粒的沉降速度与颗粒的直径的平方成正比。
斯托克斯定律的计算公式如下：V = (2/9) (r^2) g (ρ1 ρ2) / η。
其中，V为砂子的沉降风速，r为砂子颗粒的半径，g为重力加速度，ρ1为砂子颗粒的密度，ρ2为流体的密度，η为流体的粘度。
牛顿定律适用于大颗粒在流体中的沉降运动。
牛顿定律认为，当颗粒的直径大于0.1mm时，颗粒的沉降速度与颗粒的直径的平方根成正比。
牛顿定律的计算公式如下：V = (1/18) (d^2) g (ρ1 ρ2) / η。
其中，V为砂子的沉降风速，d为砂子颗粒的直径，g为重力加速度，ρ1为砂子颗粒的密度，ρ2为流体的密度，η为流体的粘度。
以上两个公式是砂子的沉降风速计算中最为常用的公式，它们可以较为准确地预测砂子在大气环境中的沉降风速。
但需要注意的是，这两个公式都是在理想情况下得出的结果，在实际应用中可能会受到一些因素的影响而产生偏差。
因此，在实际工程中，需要根据具体情况对计算结果进行修正和调整。
砂子的沉降风速计算公式的应用范围非常广泛。
在地质学领域，砂子的沉降风速可以帮助研究者了解地质构造和地层的形成过程；在气象学领域，砂子的沉降风速可以帮助预测自然灾害，如沙尘暴和风沙侵蚀；在环境科学领域，砂子的沉降风速可以帮助评估土壤侵蚀的程度，指导土地的合理利用和保护。
泥沙沉速实验报告引言沉积是河流、湖泊、海洋等自然水体中的重要过程之一。
沉积速度的测定对于研究水体的流动特性和沉降物的运移有着重要的意义。
本次实验旨在通过观察不同颗粒物在水体中的沉降速度，探究泥沙的沉降特性。
材料与方法材料本实验所用材料如下：- 透明的水槽- 不同粒径的泥沙样品- 显微镜- 计时器方法1. 将透明的水槽放置在水平台上，保持稳定。
2. 将待测的泥沙样品分别加入水槽中，使其悬浮于水体中。
3. 使用计时器记录每个样品开始沉降的时间，并持续观察其沉降过程。
4. 当泥沙样品完全沉降至底部，停止计时。
结果与讨论本次实验我们选取了不同颗粒粒径的泥沙样品进行测试，观察了它们的沉降速度。
以下是不同颗粒粒径泥沙样品的实验结果：泥沙粒径（mm）沉降时间（s）0.1 350.3 420.5 550.7 681.0 84根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 泥沙的沉降速度与颗粒粒径成反比。
粒径越小的泥沙沉降速度越快。
2. 泥沙的沉降速度受到水中颗粒浓度的影响。
当水中颗粒浓度增加时，泥沙的沉降速度会减慢。
3. 泥沙的沉降速度还与水的黏度有关。
黏度越大，泥沙的沉降速度越慢。
实验过程中，我们还观察到了泥沙样品的沉降过程。
随着时间的推移，泥沙样品逐渐从悬浮状态转为沉降状态，最终沉降到水槽的底部。
在观察过程中，我们使用了显微镜来观察微观颗粒的行为。
结论本次实验通过观察不同粒径泥沙样品的沉降过程，得出了泥沙粒径与沉降速度、水质浓度和水的黏度的关系。
这对于进一步研究河流、湖泊、海洋等自然水体中的沉积特性具有重要意义。
同时，我们也意识到在实际应用中，应根据具体情况选择合适的泥沙样品进行实验，以获得更准确的结果。
参考文献（请参考相关文献格式，将实验所涉及的文献列出）。
Chap1 泥沙特性本章知识要点：泥沙粒径表达形式泥沙的组成与粒配曲线比表面积的意义双电层与结合水泥沙干容重及其影响因素泥沙沉速与层流、紊流、过渡区絮凝现象● 泥沙来源：①流域地表冲蚀而来；②从原河床上冲起的。
● 土壤侵蚀最严重的黄河中游的黄土高原永定河和西辽河流域，相当于地表每年普遍冲掉0.6毫米的厚度，加上人类活动，如盲目开垦等，含沙量很高的正是黄河中游的一些干支流，年均含沙量高达300公斤/m 2以上，而南部一些省份，年均含沙量不足1公斤/m 2。
§1－1 泥沙的几何特性一、泥沙的粒径● 泥沙的不同形状与它们在水流中的运动状态有关，较粗的沿河底推移前进，碰撞机会多，动量较大易磨损；反之不易磨损而保持棱角峥嵘的外貌。
为比较不同泥沙颗粒的形状、大小的异同，必须有某些指标对它们进行对比。
泥沙的形状的表达方式● 球度系数：（因为泥沙接近于球体，所以以球体作参照物）与沙粒等体积的球体的表面积与泥沙的实际表面积之比（与球接近的程度）。
研究表明，球度系数相等的两颗泥沙，在水中的流体动力特性大致相同。
由于球度系数难以测定（V 可用排水、称重法确定，但表面积难以测定），常用泥沙的长、中、短三个轴a, b, c ，按下式近似表示：Φ=1942年克来拜因提出）● 形状系数：ab c S P = 1、 等容粒径：泥沙颗粒的大小通常用泥沙颗粒直径来表示，泥沙颗粒形状不规则，难以确定泥沙的粒径，实际中采用等容粒径来表示。
即：与泥沙颗粒体积相等的球体直径。
（泥沙体积可用称重、排水等方法测出：W V g ρ=）——对比水力学中表面粗糙度的∆确定 136V d π⎛⎫= ⎪⎝⎭ 式中：V 为泥沙颗粒的体积。
2、算术平均粒径：用长、中、短轴（a 、b 、c ）的算数平均值来表征泥沙粒径1()3d a b c =++3、几何平均粒径：d =当泥沙形状为椭球体时，等容粒径与几何平均粒径相同（V=лabc/6=лd 3/6）4、中轴长度：接近而偏大于几何平均粒径（较粗天然沙测量的结果）5、筛径：仅对于单颗的卵石、砾石等可以通过称重，再除以泥沙的重率，得到体积而后求其等容粒径，或直接量测其三轴长度，再求其平均值。
泥沙沉速公式泥沙沉速公式研究泥沙沉速时很多方法都是从球体出发，但天然泥沙并非球体，它在下沉时受到的阻力比球体大，其阻力系数通常根据实验确定，关于泥沙的沉速，中外学者提出不少计算公式。
岗恰洛夫公式(1)层流区 ( D < 0.15㎜ )：):(2)紊流区 ( D > 1.5㎜(3)过渡区 ( 0.15 < D < 1.5㎜ )：考虑层流区和紊流区沉速公式的结构形式，认为在过渡区来说，几个主要变量的次方，应该介于层流区与紊流区之间。
考虑量纲法则得到过渡区沉速公式β反映粒径和温度变化改变粘滞性影响的一个附加因素。
D0=0.15cm，计算时D 应与D0的单位一致。
沙玉清公式（1）层流区 ( D < 0.1㎜ )：（2）紊流区 ( D > 2㎜ )：（3）过渡区 ( 0.1 < D < 2㎜ ) ：引进两个无因次判数，一个名为沉速判数Sa ，是沙粒雷诺数ωD/ν及阻力系数CD 的函数。
另一个名为粒径判数Φ，是沙粒雷诺数与沉速判数的函数 。
aS S D Dgνωνγγγφ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=3/23/13/1适用条件：当粒径为0.062到2.0mm 时张瑞瑾公式泥沙下沉时的有效重力31)(DK W S γγ-=K1为泥沙体积系数 泥沙下沉时颗粒所受阻力2232ωρωρυD K D K F +=K2和K3都是无因次系数 由W=F 得到gD K K D K K D K K S γγγυυω-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=31232322121D C gD C D C S υγγγυ1221--+⎪⎭⎫⎝⎛= 并通过大量的泥沙实测资料得出: C1= 13.95 , C2= 1.09则此公式可满足层流区、紊流区和过渡区的要求。
（1）层流区：（2）紊流区：窦国仁公式①既然在过渡区，绕流阻力有表面阻力和形状阻力两部分组成，所以过渡区总阻力F 总=F 表+F 形 。
②绕流属层流状态时，因为泥沙颗粒背后不发生分离现象，在泥沙的表面全部处于滞性状态，泥沙所受的阻力是F 表 。
A=1618.65式中：d i = K (pw i / u )0.25算例：t(0)=12.7y(cm 2/s)=0.01212734 y 1/3=0.229749821 y 2/3=0.05278498n=0.014 Q(m 3/s)=13.1B(m)=22 H(m)=5.5一、沉速计算1、水的运动粘滞系数 --- Y (cm2/s)：Y= 0.01775 / (1+0.0337t+0.000221t 2)t --- 温度 （0）A=g (p s /p w -1)j j j j+1j w j+1---粒径组上限粒径沉速二、沉降率计算1、各粒径组沉降率 --- n ikn ik =1-e-hh = d i (pw j) L k / q k i --- 粒径组编号，按粒径由小到大，i=1,2,…,n v --- 池段平均流速，m/sq k = Q k / B d i --- 恢复饱和系数R --- 池段平均过水断面水力半径，m p wj --- 粒径组平均沉速，cm/sn --- 池段糙率.u = nvg 1/2/R 1/6q k --- 池段单宽流量，m 3/s.mg=9.81m/s2Q k --- 池段平均流量，m3/s.m,定期冲洗式为引用流量。
L k --- 池段长，m B --- 池宽，m u --- 摩阻流速，m/sK --- 系数，当沉沙池宽度与深度之比在1.5~4.0之间时， 取K=1.2~1.0按天然颗粒级配计算K= 1.1 q k (m 3/s)=0.595454545 v(m/s)=0.108264463 R= 3.666666667 U(m/s)=0.003822991 A=1618.65 A 1/3=11.7413396322.2437132474.1506397 T=(Ay)1/3=2.697570676a=K/U 0.25= 4.423763272 L k =75 L k /q k =125.9541985 e=2.718281828多年平均含沙量0.453kg/m 3过机含沙量0.277265517kg/m 3大于0.1mm含沙量0.0124kg/m 3N=A/(1800y)=2、大于j 粒径级沉降率 --- n jM=A 1/3/(10y 2/3)=j ---第 i 粒径组下限粒径级编号（由大到小排列，j=m, m-1, ….,1)n j 为总沉降率n 。
