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第 5 章 颗粒的沉降和流态化 * 流体与固体颗粒之间的相对运动可以有如下三种情况： 1、固体颗粒静止，流体对其作绕流， 2、流体静止，颗粒作沉降运动， 3、两者都运动，但保持一定的相对速度。 就流体与颗粒之间的相互作用力来说，上述三者之间并无本质的区别。 5.2.1 流体对固体颗粒的作用力----阻力（曳力） 5.2 颗粒的沉降运动 例如：固体颗粒静止，流体以一定的速度对其作绕流： 静止颗粒对流动着的流体产生阻力（resistant force）， 流动着的流体对静止的颗粒产生曳力（drag force）。 流体对固体颗粒作绕流运动时，在流动方向上对颗粒施加一个总曳力，总曳力值等于表面曳力和形体曳力之和。 对于光滑圆球，影响阻力（曳力）的诸因素为 FD=F(dp,u,ρ,μ) 应用因次分析方法，π定理，可以得出 阻力（曳力）：实验研究方法 式中： 颗粒在运动方向上的投影面积； 曳力系数； （5－5） （5－5）式可作为曳力系数的定义式。 颗粒与流体介质之间的相对运动速度。 5.2.1 流体对固体颗粒的作用力----阻力（曳力） 5.2.1 流体对固体颗粒的作用力----阻力（曳力） 对于球形颗粒 （5－5） 5.2.1 流体对固体颗粒的作用力----阻力（曳力） 球形颗粒 非球形颗粒: 可以定义不同的当量直径 单颗粒特性 三种颗粒的当量直径之间的关系 定义：形状系数 多数情况下使用体积当量直径dev 非球形颗粒 单颗粒特性 5.2.2 重力场颗粒的沉降速度(settling velocity) 重力场中静止流体中颗粒的自由沉降(free settling) 静止 加速沉降 匀速沉降 重力 浮力 阻力 FD表达式中的u是颗粒与流体之间的相对运动速度。 利用牛顿第二定律 (gravity) (buoyancy) (drag force) 达到力平衡状态时， 终端速度(terminal velocity) (Reynolds number) (laminar flow) 5.2.2 重力场颗粒的沉降速度(settling velocity)