自由沉降速度原理

发布网友发布时间：2024-07-02 19:03

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热心网友时间：2024-08-09 21:33

在流体中，单个颗粒的沉降现象被称为自由沉降。当颗粒数量众多，彼此间距离靠近时，它们沉降时会相互影响，这种现象称为干扰沉降。相较于干扰沉降，自由沉降的理论相对简单，我们将主要聚焦于自由沉降的原理。

在沉降初始阶段，颗粒速度u为零，因此曳力为零。颗粒受到净质量力的作用，即质量力与浮力的差值，开始沿质量力方向加速运动。随着运动速度u的逐渐增加，曳力从零开始逐渐增大，直到与净质量力相等，这时颗粒的加速度降为零，速度u达到了一个恒定的最大值，此后，颗粒将以恒定的速度下降，这个最终的速度即为沉降速度。

因此，单个颗粒在流体中的沉降过程可以分为两个阶段：加速阶段和等速阶段。对于微小颗粒，加速阶段非常短暂，可以视为瞬间完成，所以通常情况下，整个沉降过程可以简化为一个匀速沉降的过程。