【文章內(nèi)容簡介】 可得球體在靜水中沉速的一般表達式 ? ? gDCD Ds 246 223 ?????? ??gDCsD ???? ??3467 （ 6）層流區(qū)、紊流區(qū)和過渡區(qū)圓球沉速公式 ①、層流區(qū)圓球沉速公式（ ） 將 代入球體在靜水中沉速的一般表達式 此式即為層流區(qū)的球體沉速公式，又稱 Stokes公式。 ?D????? 2181 gDs ???? DC D24? gDC sD ???? ??3468 ② 、紊流區(qū)圓球沉速公式 球體沉降處于紊流區(qū)，由試驗曲線圖知， 代入球體在靜水中沉速的一般表達式 ?DCgDs ? ??? ?? gDC sD ???? ??3469 ③ 過渡區(qū)球體沉速 過渡區(qū)，阻力系數(shù)與沙粒雷諾數(shù)之間呈曲線關(guān)系。 gDCsD ???? ??3470 ③ 過渡區(qū)沉速公式（ ） —— 張瑞瑾各區(qū)統(tǒng)一沉速公式（武大公式） 過渡區(qū)的阻力 泥沙的有效重力 取 其中， k1,k2 為過渡區(qū)系數(shù)，經(jīng)簡單換算，得 利用實測資料，確定 得， 2232 ????? DkDkF ??? ? 31 DkW s ?? ??WF ?gDkdkkdkk s?????? ?????????????1212123444mmD ?? 21 ?? kk ，DgDDs ?????? 2 ?????????? 167。 24 泥沙的重力特性 二、 泥沙的沉降速度 ?（ 7）球體 沉速計算公式 沉降滯流區(qū) 沉降紊動區(qū) 沉降過渡區(qū) ?edR????? 2)(181 Dgs ???1 0 0 0?edRgDs ? ??? )( ???1 0 0 ?? edRgDCgDC sDsD ??????? )(134)(134 ????????mmDR ed ?? 或mmDR ed ?? 或 ?㈤ 實例計算 1 xe 已知：球體顆粒 D = 3. 5m m ，?＝ 10 6m2/s ，s?= T/m3，請計算?。 解：①假定處于層流狀態(tài)：則 ?????2181 Dgs??＝＝6210)100 0/(1181?????＝ ( m/ s) Red=?? d= 6= 38500 ，假定不符，不屬層流 ②假定處于紊流狀態(tài)：則 gDs?????＝＝1000/1 ???＝ 0. 41( m / s) Red=?? d= 1 3 .5/ 1000/ 1 0 6= 10 00 ，假定符合，屬紊流 167。 24 泥沙的重力特性 二、 泥沙的沉降速度 ?㈤ 實例計算 2 (Fig) 二 已知：球體顆粒 D = 3. 5m m ，?＝ 10 6m2/s ，s?= T/m3，請計算?。 解：①假定處于層流狀態(tài)：則?= m / s, Red= 718 0 0 . 5, 假定不符 ②假定處于紊流狀態(tài)：則?= m / s, Red= 61 8 1000, 假定不符 ③說明沉降處于過渡狀態(tài)：需試算 過渡狀態(tài)計算公式為：gDCsD??????34＝＝DRed? 則有：23234???? DgRCsedD?＝，已知粒徑后，右邊不含未知數(shù) 5122210)10 00/2(134??????＝edDRC 查圖 1 6 得 Red= 6 00( = ~ 1 000 符合過渡區(qū) ) →?= / s 167。 24 泥沙的重力特性 二、 泥沙的沉降速度 Fig1y6 75 ㈠ 、崗恰洛夫公式 ⒈ 層流區(qū)沉速公式（ ） 球體層流區(qū)沉速公式（ Stokes公式） 泥沙沉降阻力大于球體沉降阻力，天然泥沙沉速應(yīng)較球體沉速小，所以應(yīng)該乘以一個小于 1的系數(shù)。 泥沙在層流區(qū)的崗恰洛夫沉速公式為 mmD ?????? 2181 gDs ??????????? 2224118 gDgD ss ?????※ 泥沙并非球體，沉速應(yīng)有所不同，目前存在多家公式 。 76 ⒉ 紊流區(qū)沉速公式（ ） 紊流區(qū)泥沙沉降阻力值大致在 崗恰洛夫取 泥沙沉降阻力為 泥沙在水流中的有效重力為 將阻力系數(shù)帶入 ，并令 便得泥沙在紊流區(qū)的沉速公式 ?DCgDCFD 2422 ????? ? 6 3DW s ??? ??gDs???? ?? mmD ?F WF ?77 ⒊ 過渡區(qū)沉速公式（ ） mmD ?? 沉速公式 沉速與各變量的關(guān)系 層流區(qū) ?????2241 gDs?? ? 與2D ， g 、??? ?s（有效容重系數(shù)） 的一次方及1?? 成正比 過渡區(qū) Dgs3/23/13/2???????? ???????? ? 與 D 、與 g 和??? ?s的 2/3 次方、及3/1?? 成正比 紊流區(qū) gDs?????? ? 與 D 、 g 和??? ?s（有效容重系數(shù)）的 1/2 次方 及0? 成正比 備注 ?????????????????? TDD0? T為水溫， D0＝ ，計算時 D與 D0的單位應(yīng)該一致。 78 ㈡ 、沙玉清沉速公式 ⒈ 層流區(qū)沉速公式（ ） 與崗恰洛夫的考慮相同，得出與崗恰洛夫完全一致的公式 ⒉ 紊流區(qū)沉速公式（ ） 沙玉清取紊流區(qū)泥沙沉降的阻力系數(shù) 得， mmD ?????? 2241 gDs ??mmD 2??DCgDs???? ?? 79 ⒊ 過渡區(qū)沉速公式（ ） ①、沉降判數(shù) 與粒徑判數(shù) 令 mmD ????????????????????????14334Re32ssDDggDDCaS ?343ReaDD SC ?3/13/13/13/1Re34????????????????? ??DDsaCgS?????80 令 沙玉清過渡區(qū)泥沙沉速的實用算式 3/23/13/13/13/13/1Re????????????DggDSssaD???????? ?????????????????? ???? ? ? ?DffS a ＝， ???? ? ? ? 397 7 9 22 ???? ?aS23/223/1 ??????? ???????? ???? D ㈠ 岡恰洛夫公式： ( 以 D 的大小判斷流態(tài) ) ①層流區(qū) ( D 0 . 1 5 m m ) ?????2241 Dgs??＝ ( 球體常數(shù)： 1 / 1 8 ) ( 1 . 2 3 ) ②紊流區(qū)： ( D 1 . 5 m m ) gDs????? 8＝ ( 球體常數(shù)： 1 . 7 2 ) ( 1 . 2 4 ) ③過渡區(qū)： ( 0 . 1 5 D 1 . 5 m m ) Dgs3/23/13/2???????? ??????? ＝ ( 1 . 2 5 ) ????????????????? TDD0＝?( T ：溫度℃； D0＝ 0 . 1 5 c m ) ( 1 . 2 6 ) ㈡ 沙玉清公式： ( 仍以 D 的大小判斷流態(tài) ) ①層流區(qū) ( D 0 . 1 m m ) ，與 岡恰洛夫 完全一致。 ?????2241 Dgs??＝ ( 球體常數(shù)： 1 / 1 8 ) ( 1 . 2 8 ) ②紊流區(qū)： ( D 2 . 0 m m ) gDs?????＝ ( 球體常數(shù)： 1 . 7 2 ) ( 1 . 2 9 ) ③過渡區(qū)： ( 0 . 1 D 2 . 0 m m ) ? ? ? ? )321()311()301(223/23/13/13/13/13/1?????????????? ??????????? ??