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沉降分离原理及方法沉降分离是一种常用的物理分离方法，主要用于将混合物中的固体颗粒或浮游生物从液体中分离出来。
沉降分离原理基于不同物质的密度差异，通过重力作用使得较重的固体或浮游生物颗粒沉降到液体底部，从而实现分离的目的。
下面将详细介绍沉降分离的原理和常用的方法。
1.原理：沉降分离的原理是基于斯托克斯定律，即在流体中，一个颗粒的沉降速度与其体积、形状、密度以及流体的粘度和密度有关。
根据斯托克斯定律，一个颗粒在一定重力下的沉降速度可以用以下公式表示：v=(2g(ρp-ρm)r^2)/(9η)其中，v代表沉降速度，g代表重力加速度，ρp代表颗粒的密度，ρm代表流体的密度，r代表颗粒的半径，η代表流体的粘度。
根据上述公式可以看出，颗粒的沉降速度与颗粒的体积、密度以及流体的粘度有关。
通常情况下，沉降速度较慢的颗粒会更容易分离出来。
因此，在进行沉降分离时，可以通过控制颗粒的大小、密度以及流体的粘度来实现理想的分离效果。
2.方法：沉降分离的方法有许多种，下面介绍其中几种常见的方法。
（1）重力沉降：重力沉降是最基本也是最常用的沉降分离方法。
它利用物体在重力作用下向下沉降的特性，将混合物在重力的作用下静置一段时间，使得较重的固体颗粒沉降到液体底部。
然后通过倾倒或抽取的方式将上层液体倒掉，即可将固体与液体分离。
（2）离心沉降：离心沉降是通过离心力的作用加速沉降的过程。
离心沉降可以将颗粒分离得更彻底，分离速度更快。
离心沉降是利用离心机的转速和半径控制离心力的大小，通过调整离心机的参数，可以实现对不同颗粒的分离。
（3）沉降澄清：沉降澄清是通过调控液体的流速和流向，使颗粒在液体中进行不同速度的沉降，从而实现分离。
沉降澄清通常使用的装置是沉降澄清池或沉降澄清罐。
在这些装置中，通过设计合理的流场，使得颗粒在不同区域以不同的速度沉降，最终实现分离。
（4）浮选法：浮选法是通过将颗粒与空气或气泡结合在一起，使得颗粒浮在液体表面或高于液体表面，实现沉降分离的一种方法。
第二节 沉降分离原理及方法3.2.1 重力沉降一、球形颗粒的自由沉降工业上沉降操作所处理的颗粒甚小，因而颗粒与流体间的接触表面相对甚大，故阻力速度增长很快,可在短暂时间内与颗粒所受到的净重力达到平衡，所以重力沉降过程中，加速度阶段常可忽略不计。
ma F F F d b g =-- 22u AF d ρζ=或a d u d g d g d s s ρπρπζρπρπ3223362466=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--当颗粒开始沉降的瞬间：0=u 因为0=d F a 最大↑u ↑d F ↓a当0=at u u =——沉降速度“终端速度”推导得()ρζρρ34-=s t gd u0=a()ρρπρπζ-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛s g d u d 322624式中：t u ——球形颗粒的自由沉降速度，[]s m ;d——颗粒直径，[]m ; s ρ——颗粒密度，[]3m kg ;ρ——流体密度，[]3m kg ;g ——重力加速度[]2s m ;ζ——阻力系数，无因次， ()et s R f .φζ= s φ——球形度 ps s s=φ综合实验结果，上式为表面光滑的球形颗粒在流体中的自由沉降公式。
滞留区 1Re 104<<-tRe24=ζ ()μρρ182g d u s t -= 斯托克斯公式过渡区 310Re 1<<t 6.0Re5.18=ζ ()27.06.0Re t s tg d u ρρρ-= 艾仑公式湍流区 53102Re 10⨯<<t 44.0=ζ ()ρρρgd u s t -=74.1 牛顿公式μρt t du =Re该计算公式（自由沉降公式）有两个条件：1.容器的尺寸要远远大于颗粒尺寸（譬如100倍以上）否则器壁会对颗粒的沉降有显著的阻滞作用，（自由沉降—是指任一颗粒的沉降不因流体中存在其他颗粒而受到干扰。
自由沉降发生在流体中颗粒稀松的情况下，否则颗粒之间便会发生相互影响，使沉降的速度不同于自由沉降速度，这时的沉降称为干扰沉降。
沉降分离原理沉降分离是一种物质分离的基本原理之一，它利用不同物质在溶液或混合物中的密度差异，通过重力作用使其沉降从而实现分离。
沉降分离的原理可以通过斯托克斯定律来描述。
斯托克斯定律表明，在一个粒径为 d、密度为ρ、粘度为η 的球形粒子在一种流体中由于重力而受到的附加阻力 F，与粒子直径的平方、密度差和粘度成正比。
即F = 6πηdv其中，v为粒子的沉降速度。
由于重力对物体的作用力与物体的质量成正比，且物体的质量等于其体积乘以其密度，因此可以得到F = 6πηdv = 4/3πd^3ρg其中，g为重力加速度。
根据以上公式，可以推导得到v = 2/9(d^2ρg)/η该公式表明，在给定的实验条件下，粒子的沉降速度与粒子直径的平方、密度差和重力加速度成正比，与液体的粘度成反比。
根据沉降分离的原理，我们可以通过调节实验条件中的因素来实现对混合物中不同物质的分离。
其中，影响沉降速度的关键因素有下列几个：1. 粒子直径：根据斯托克斯定律，粒子直径的平方与沉降速度成正比。
因此，粒子直径越大，其沉降速度越大，分离速度也就越快。
2. 物质密度：物质的密度差决定了沉降速度的大小，密度差越大，沉降速度越大，分离速度也就越快。
3. 液体粘度：液体粘度决定了粒子受到的阻力大小，粘度越小，阻力越小，沉降速度越大，分离速度也就越快。
4. 重力加速度：在地球上，重力加速度的大小是一个常数。
但是，如果在实验条件下使用其他较小或较大的重力加速度，也可以影响沉降速度和分离速度。
综上所述，沉降分离通过利用不同物质在溶液或混合物中的密度差异，通过调节实验条件中的因素来实现对混合物中不同物质的分离。
这一分离原理为许多实际应用和实验分析提供了基础。
