颗粒在介质中的垂直运动

《颗粒在介质中的垂直运动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章颗粒在介质中的垂直运动§2—1介质的性质和介质的浮力与阻力§2—2球形颗粒在介质中的自由沉降§2—3矿物颗粒在介质中的自由沉降§2—4颗粒在匀速上升和下降流中的运动§2—6颗粒在悬浮粒群中的干涉沉降§2—5自由沉降的等降现象和等降比矿粒在流体中的垂直沉降是重力分选过程中矿粒最基本的运动形式。矿粒因自身的密度、粒度和形状不同，在一定介质中就会有不同的沉降速度。这种差异，主要是由于介质的浮力和颗粒在介质中所受到的阻力不同引起的。颗粒沉降自由沉降：单个颗粒在广阔的介质空间中独立沉降。—————重力、浮

2、力、介质阻力干涉沉降：矿粒成群地在有限的介质空间里沉降。————除受自由沉降因素外，还受容器器壁及周围颗粒所引起的附加因素影响。结论：通常所谓的自由沉降是指介质中固体物料的含量很少，在总容量中颗粒占有的体积不及3％时，颗粒间的干涉现象变得很小，此时即可视为是自由沉降。§2—1介质的性质和介质的浮力与阻力一、介质的性质重力选矿所用的介质有：水、空气、重液（高密度的有机液体及盐类的水溶液）、悬浮液（高密度固体微粒与水的混合物）。其中水、空气和重液是均质介质，———不存在物理的相界面。悬浮液———存在着固液

3、的相界面，则为非均质介质。均质介质与非均质介质，在物理性质上有许多差别，应分别对待。与重选过程有关的介质性质是它的密度和粘度。1.介质的密度介质的密度为单位体积的质量，用符号ρ表示，它的单位是kg／m3或g／cm3。对于均质介质：对于非均质介质：固液悬浮体的密度与固体的密度和体积含量有关。容积浓度：单位体积悬浮液内颗粒占有的体积称作容积浓度，其与重量浓度的关系为：式中：，c——悬浮体的容积浓度和重量浓度，%——矿粒的密度，与介质密度单位一致。悬浮体的密度就是单位体积悬浮体内固体颗粒的质量和介质质量之和

4、，称作物理密度，用来表示。即：假密度2.介质的粘度流体介质运动时，在流体内部相邻两个流体层的接触面上，使产生了内摩擦力，阻止流体层间的相对运动，流体具有的这一性质，称作该流体的粘度。非均质介质爱因斯坦—悬浮液的粘度—液体介质的粘度该公式的缺点是：（千克/米·秒）说明：粘度与介质的性质以及温度、压强有关。水的粘度随温度的增高而明显减小，温度每升高1℃，粘度大约降低2％，随压强的增加而稍有增大。但空气的粘度随温度增高而增大，温度每升高1℃，粘度大约增大0.25％。液体的粘性还可以用动力粘度μ和液体密度ρ的

5、比值来表示，称为运动粘度以符号“ν”表示：运动黏度的单位是m2/s。二、介质浮力均质液体：非均质液体：三、介质阻力1.定义物体在介质中运动时，作用于运动物体，阻碍物体运动，与物体运动方向相反的外力，称为介质阻力。图2-1作用于自由运动颗粒上除去浮力后的重力和介质阻力摩擦阻力：由于介质的粘性，使介质分子与矿粒表面存在粘性摩擦力，这种因粘性摩擦力所致的阻力称为摩擦阻力。介质的流态如图，颗粒-介质相对速度很小时，流体质点沿流线有条不紊的运动——层流流态2.介质阻力的形式与产生阻力的形式有两种：一是层流绕流时

6、的摩擦阻力，而是紊流绕流时的压差阻力。压差阻力：由于介质的惯性，使运动矿粒前后介质的流动状态和动压力不同，这种因压力差所引起的阻力为压差阻力。若颗粒-介质相对速度很大，控制介质运动的力主要是惯性力，这时流体质点作杂乱无章的运动——紊流流态。介质阻力摩擦阻力压差阻力由于运动着的物体带动周围的流体也在一起运动，使得流体自物体表面向外产生一定的速度梯度，各流层间引起了内摩擦力，这种力最终牵制着球体的运动而形成为粘性阻力当流体绕过物体流动时，由于内摩擦力的作用引起了流体运动状态的变化，如在物体的背后形成漩涡，

7、使得运动物体后方的压力下降，低于物体前方压力，于是形成压差阻力总结：在层流流态和紊流流态之间存在过渡流态，在过渡流态中，粘性阻力和压差阻力共同控制流体的运动。为了定性反映压差阻力与粘性阻力的相对大小，常用一个无量纲数来表示压差阻力与粘性阻力的比值，这个无量纲数称为雷诺数，用Re表示。雷诺数：υ—是颗粒—介质相对速度；d—颗粒直径；ρ—介质的密度；μ—介质的粘度。分析：1.当Re较小，即流速低，物体的粒度小，介质的粘度大，摩擦阻力占优势，这时的压差阻力就可以忽略不计；2.当Re较大，即流速高，物体的粒度

8、大，介质的粘度小，物体所受阻力以压差阻力为主，这时的摩擦阻力就可以忽略不计。3.介质阻力的个别公式介质阻力公式为粘性摩擦阻力区斯托克斯公式和涡流压差阻力区的牛顿－雷廷智公式，其次是过渡区的阿连公式。层流绕流：NRe<0.54.阻力通式及李莱曲线介质阻力通式的表达式：ψ也称为阻力系数，它是雷诺数Re和矿粒形状的函数。由式可知，介质阻力R与d2、v2、ρ成正比，并与雷诺数Re有关。经过考查证明，对于一定形状的颗粒，ψ与Re呈单值函数关系，但它们之间的解析式则