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颗粒在介质中的干涉沉降——均匀粒群的干涉沉降

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由密度、粒度和形状相同或相近的颗粒组成的粒群,它们在介质中沉降时,由相互摩擦、碰撞等原因产生的机械阻力,主要取决于粒群在介质中的容积浓度或松散度。已经提出许多个计算均匀粒群干涉沉降速度的公式,其中,有代表性和应用较广的是里亚申科公式,即

式中 vct和v0———颗粒的干涉沉降和自由沉降速度,m/s;

———粒群的容积浓度和松散度,小数;

n———指数,与颗粒的粒度和形状有关(见表1和2)。

按摩尔朗德(Moreland)等的研究,n值还与雷诺数有关,其关系示于图1中。雷诺数按计,v0为自由沉降末速度。

表1 n值与粒度的关系(形状为多角形)

表2 n值与形状的关系(颗粒粒度1mm)

公式(4-26)适于粒群容积浓度不大,较大和较小粒度之比值小于1.5的情况。

另一类vct的方法是把沉降着的粒群看作是一种过滤介质,在其中,自下而上通过液流。所提公式适于溶积浓度较大,或松散度较小的情况。公式如下:

群将发生按性质不同的分层。其有下述几种情况:

上述情况和临界上升水速经试验证实。但在解释这些现象产生的原因上有不同的观点。

里亚申科认为,悬浮体是按各粒群的相对密度分层的,相对密度大的粒群粒在下,相对密度小者在上层。按此观点,得出

中国矿业学院和中南工业大学的学者作了研究,分别提出了稍有不同的临界上升水速公式,下述公式与实测值较为接近,即

粒群悬浮体分层的事实和上述论点,对分级和重选过程中矿粒的松散分层有一定的实际意义。

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