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重力沉降速度

重力沉降速度是指在重力作用下,顆粒或液滴在流體中沉降的速度。對於球形顆粒,其沉降速度可以通過以下基本方程式來描述:

\[ U_t = \frac{4 \pi g d^3}{3 \rho} \]

其中 \( U_t \) 是沉降速度,\( g \) 是重力加速度,\( d \) 是顆粒的直徑,\( \rho \) 是流體的密度。這個方程式表明,顆粒的沉降速度與顆粒的密度、大小以及流體的密度有關。

顆粒沉降過程可以分為兩個階段:加速沉降階段和恆速沉降階段。對於細小顆粒,加速沉降階段可以忽略,因此顆粒可以近似地被認為始終以恆定速度 \( U_t \) 沉降,這個速度也被稱為自由沉降速度。

對於非球形顆粒,沉降速度的計算會更為複雜,需要考慮顆粒的形狀和當量直徑。

在實際套用中,例如在降塵室中,顆粒沉降的速度和時間是重要的參數,它們會影響氣體的淨化效率。顆粒沉降速度的確定可以通過計算流體動力學的方法,考慮顆粒與流體的相互作用,以及顆粒的形狀和大小等因素。