《泥沙的沉速》ppt课件

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1、2.1泥沙沉降的不同形式第2章泥沙的沉速1、沉速的定义单颗粒泥沙在足够大的静止清水中等速下沉时的速度，称为泥沙的沉速。用符号ω表示。定义的理解，应注意的几点⒉泥沙在水中沉降时所受作用力⒊泥沙在水中沉降特点⒋研究泥沙沉降的意义5.泥沙在静水中下沉时的运动状态沙粒雷诺数22.2泥沙沉速公式2.2.1圆球在静水中的沉速⒈球体沉降阻力有效重力绕流阻力（2-1）（2-2）32.2泥沙沉速公式2.2.1圆球在静水中的沉速2.球体沉速的一般表达式有效重力绕流阻力（2-1）（2-2）由圆球沉降时力的平衡方程W=F,得（2-3）43.球体沉降的阻力系数（求解沉速的关键参数！）图2-2球

2、体及圆盘的阻力系数与雷诺数的关系图（Cd–Red曲线）5试验结果分析：①、球体沉降时的运动状态处于滞流区，沉降阻力主要为粘滞力，阻力系数与沙粒雷诺数成线性关系；6试验结果分析：②、球体沉降时的运动状态处于紊流区，沉降阻力主要为紊动阻力，粘滞阻力可以忽略不计。阻力系数与沙粒雷诺数无关，接近于常数Cd=0.45。在Red＞2×105之后Cd值的急剧下降是由于球体绕流分离点后移引起的。7③、球体下沉处于过渡区，沉降阻力中粘滞阻力和紊动阻力都不能忽略。由Cd-Red图可知，阻力系数与沙粒雷诺数之间呈曲线关系。试验结果分析：84.球体层流区阻力系数的理论解Stokes从理论上求

3、得，圆球在层流区所受的阻力为(2-4)圆球绕流阻力的一般表达式(2-2)得(2-5)95、层流区、紊流区和过渡区圆球沉速公式（2-3）①、层流区圆球沉速公式（Red<0.5）将(2-5)代入球体在静水中沉速的一般表达式得(2-6)此式即为层流区的球体沉速公式，又称Stokes沉速公式。10②、紊流区圆球沉速公式（Red>1000）（2-3）代入球体在静水中沉速的一般表达式得(2-7)球体沉降处于紊流区，由试验曲线图知，11③、过渡区圆球沉速公式（0.5

4、样的简单的Cd-Red关系曲线，在过渡区球体沉速可通过试算求解的办法，对求解泥沙沉速来讲行不通。2.2.2泥沙的沉速泥沙与圆球具有同样的沉降机理，球体沉降的阻力规律同样适用于泥沙，只是泥沙的形状复杂，沉降中所受到的阻力较球体沉降阻力大，同粒径的沉速有所减小。3、岗恰洛夫公式(2-6)球体层流区沉速公式（Stokes公式）①层流区沉速公式（d<0.15mm）泥沙沉降阻力大于球体沉降阻力，天然泥沙沉速应较球体沉速小，所以应该乘以一个小于1的系数。泥沙在层流区的岗恰洛夫沉速公式为(2-21)143、岗恰洛夫公式紊流区泥沙沉降阻力值大致在0.9-1.4之间岗恰洛夫取Cd=1.

5、17②紊流区沉速公式（d>1.5mm）泥沙沉降阻力为泥沙在水流中的有效重力为将阻力系数带入F，并令F=W(2-22)15③过渡区沉速公式（0.152mm）(2-26)174、沙玉清公式②紊流区沉速公式（d>2mm）(2-26)上述公式中单位用国际单位：ω：m/s,g:m/s2,d:m公式单位若为：ω：cm/s,g:cm/s2,d:mm18沉速判数Sa与粒径判数φ③过渡区沉速公式（0.

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7、实测资料确定系数（d>4mm）层流区紊流区（d<0.1mm）235、规范推荐计算公式d≤0.062mm，采用冈恰洛夫滞流区公式（2-21）0.062＜d＜2.0mm，采用沙玉清过渡区公式（2-25）D＞2.0mm，采用沙玉清紊流区公式（2-26）(2-21)（2-25）(2-26)242.3影响泥沙沉速的各种因素颗粒形状、含沙量、边壁条件、紊动、絮凝、水质等。影响泥沙沉速的主要因素有：25含沙量（含沙浓度）：单位浑水中所含的泥沙的数量。概念126比表面积：颗粒表面积与其体积之比，即单位体积颗粒所具有的表面面积。概念2球体的比表面积为6/D，泥沙颗粒比