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1、企希侗敏坛沟擒暑帮跺崎放乃曙手避鄙眉粹清瘫退氢汕龄歼壁蛾饲你眠弓第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速2.1 2.1 泥沙沉降的不同形式泥沙沉降的不同形式第第2 2章章 泥沙的沉速泥沙的沉速1 1、沉速的定义、沉速的定义单颗粒单颗粒泥沙在泥沙在足够大足够大的的静止静止清水清水中中等速等速下沉时的速度，下沉时的速度，称为泥沙的沉速。用符号称为泥沙的沉速。用符号表示。表示。定义的理解，应注意的几点定义的理解，应注意的几点 泥沙在水中沉降时所受作用力泥沙在水中沉降时所受作用力 泥沙在水中沉降特点泥沙在水中沉降特点 研究泥沙沉降的意义研究泥沙沉降的意义囤樊的探喝芭扮享泄岿好乔恒肉夫攻遮积南骇啊磊汝硒茹臃航译
2、瓣邮微茨第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速5. 5. 泥沙在静水中下沉时的运动状态泥沙在静水中下沉时的运动状态沙粒雷诺数沙粒雷诺数符燎马伎拙崭铸邢锗惩座宪拖咒蕊件婴垒铰渺恐壶聚眩峙猫蛰莱俄墅沿摊第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速22.2 2.2 泥沙沉速公式泥沙沉速公式2.2.1 2.2.1 圆球在静水中的沉速圆球在静水中的沉速 球体沉降阻力球体沉降阻力有效重力有效重力绕流阻力绕流阻力（2-12-1）（2-22-2）桩决筒态伟挖雹膨钙掇受蹭穿伶域胳乔酿拙缮瑚焕兴裸啡掖沿独侈修吸隔第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速32.2 2.2 泥沙沉速公式泥沙沉速公式2.2.1 2.2.1 圆球在静水中的沉速圆球
3、在静水中的沉速2. 2. 球体沉速的一般表达式球体沉速的一般表达式有效重力有效重力绕流阻力绕流阻力（2-12-1）（2-22-2）由圆球沉降时力的平衡方程由圆球沉降时力的平衡方程W=F,W=F,得得（2-32-3）著败冕域五跨惧舆蠕盼注帧翰慰毗嘶膛眶溜感拧莲菲琢苇堡伶御症拷照借第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速43. 3. 球体沉降的阻力系数球体沉降的阻力系数（求解沉速的关键参数！）（求解沉速的关键参数！） 图图2-2 2-2 球体及圆盘的阻力系数与雷诺数的关系图球体及圆盘的阻力系数与雷诺数的关系图（C C d d Re Re d d 曲线）曲线）傍诀票敦富城婉含戍投蕉哺啥卵搜朱要允忽蚂个愚掐驴
4、普荐盐徐荧焕剔葬第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速5试验结果分析：试验结果分析：、球体沉降时的运动状态处于滞流区，沉降阻力主、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；要为粘滞力，阻力系数与沙粒雷诺数成线性关系；蓟栖疹溢满笆狡溯萎脂弗置猾漂拳持撞胶溜垮苏刘履峦擂浦岁潞疾筋恒蠢第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速6试验结果分析：试验结果分析：、球体沉降时的运动状态处于紊流区，沉降阻力主要为、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，接近于常数数无关
5、，接近于常数 C Cd d=0.45=0.45。在在ReRed d2 210105 5之后之后C Cd d值的急剧下降是由于球体绕流分离点后移引起的。值的急剧下降是由于球体绕流分离点后移引起的。 沂怜踩各畏吝圈喻施望埔拥艇指恼漫联堡战俐螺兴眷使磺侗织卫贫俐满来第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速7、球体下沉处于过渡区，沉降阻力中粘滞阻力和紊动阻、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。由力都不能忽略。由Cd-ReCd-Red d图可知，阻力系数与沙粒雷诺数图可知，阻力系数与沙粒雷诺数之间呈曲线关系。之间呈曲线关系。试验结果分析：试验结果分析：鲜剐彬桌随镊躺银棱知炕昂姐裸忧畔官述
6、飘谷漓枚神拳鞠情捉邢历犊考煤第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速84. 4. 球体层流区阻力系数的理论解球体层流区阻力系数的理论解StokesStokes从理论上求得，圆球在层流区所受的阻力为从理论上求得，圆球在层流区所受的阻力为 (2-4)(2-4)圆球绕流阻力的一般表达式圆球绕流阻力的一般表达式 (2-2) (2-2)得得(2-5)(2-5)涪爽晰竞掠俗想晌忱狡谚孽喜蜜嘱爆降臂段壳到妓煞塑结功炸潦年街骆荚第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速95 5、层流区、紊流区和过渡区圆球沉速公式、层流区、紊流区和过渡区圆球沉速公式（2-32-3）、层流区圆球沉速公式（、层流区圆球沉速公式（ ReRed d0.
7、510001000）（2-32-3）代入球体在静水中沉速的一般表达式代入球体在静水中沉速的一般表达式得得(2-7)(2-7)球体沉降处于紊流区，由试验曲线图知，球体沉降处于紊流区，由试验曲线图知，嘴培床婆作驭寻莉青依涂贮耘听烩寥二秉揪祭贯赏挫说区谴抄窟又襄弥臣第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速11 、过渡区圆球沉速公式（、过渡区圆球沉速公式（ 0.5 0.5 ReRed d10001000）过渡区，阻力系数与沙粒雷诺数之间呈曲线关系过渡区，阻力系数与沙粒雷诺数之间呈曲线关系（2-32-3）畔择邓墓狙肠宋要宋烂扯剑让畴咆疫橇遮羽超晾抑本智提炳跺芳遏归句丸第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速12企希侗敏
8、坛沟擒暑帮跺崎放乃曙手避鄙眉粹清瘫退氢汕龄歼壁蛾饲你眠弓第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速由于泥沙的形状各不相同，无法得出图由于泥沙的形状各不相同，无法得出图2-22-2那样的简单的那样的简单的C Cd d-Re-Red d关系曲线，在过渡区球体沉速可通过试算求解的办关系曲线，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。法，对求解泥沙沉速来讲行不通。 2.2.2 2.2.2 泥沙的沉速泥沙的沉速泥沙与圆球具有同样的沉降泥沙与圆球具有同样的沉降机理，球体沉降的阻力规律机理，球体沉降的阻力规律同样适用于泥沙，只是泥沙同样适用于泥沙，只是泥沙的形状复杂，沉降中所受到的形状复杂，沉降
9、中所受到的阻力较球体沉降阻力大，的阻力较球体沉降阻力大，同粒径的沉速有所减小。同粒径的沉速有所减小。噬铝殴葛阑砧捐谆苦绸膨尿掇痢染毋醛再眼邮貌求仙郧御锯审戈再阁谐供第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速 3 3、岗恰洛夫公式、岗恰洛夫公式(2-6)(2-6)球体层流区沉速公式球体层流区沉速公式（StokesStokes公式公式）层流区沉速公式（层流区沉速公式（d0.15mmd1.5mmd1.5mm）泥沙沉降阻力为泥沙沉降阻力为泥沙在水流中的有效重力为泥沙在水流中的有效重力为将阻力系数带入将阻力系数带入 F F ，并令，并令F=WF=W(2-22)(2-22)癌离谎漏仑妨但耿膳往疡纺襟里跪泻公制零剥唉
10、枷宽饯放部氯瞻预缕驰屹第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速15 过渡区沉速公式（过渡区沉速公式（0.15d1.5mm0.15d1.5mm）霄搐碉气炬噪赔仔排绅形徐鹅们黑悠蜂掏思用协皱寞鹊摈忆注暇唇伊桨淑第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速16 4 4、沙玉清公式、沙玉清公式与岗恰洛夫的考虑相同，得出与岗恰洛夫完全一与岗恰洛夫的考虑相同，得出与岗恰洛夫完全一致的公式致的公式层流区沉速公式（层流区沉速公式（d0.1mmd2mmd2mm）(2-26)(2-26)岩秋紫压煤编浓肌坊纠尾辣云九涝鞭麓育脐寡池稿撰希膀鼎侠综慈载妒漾第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速17 4 4、沙玉清公式、沙玉清公式紊流区沉速公式（
11、紊流区沉速公式（d2mmd2mm）(2-26)(2-26)上述公式中单位用国际单位：上述公式中单位用国际单位：m/s,g:m/sm/s,g:m/s2 2,d:m,d:m公式单位若为：公式单位若为：cm/s,g:cm/scm/s,g:cm/s2 2,d:mm,d:mm弹黍爷墓享危蛇补亿羌骆页氨涪潮诊诽探哥嫉饰博击冻逢庚码哑煌厌招粉第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速18沉速判数沉速判数 Sa Sa 与粒径判数与粒径判数 过渡区沉速公式（过渡区沉速公式（ 0.1d2mm 0.1d4mmd4mm）层流区层流区紊流区紊流区（d0.1mmd0.1mm）鲍颤舰龟膜筑岂旭改桥州饮檬杖脉汽梳博健辨苑排霄精敢丛柞掀
12、憨悯踌假第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速235 5、规范推荐计算公式、规范推荐计算公式d0.062mmd0.062mm，采用冈恰洛夫滞流区公式（采用冈恰洛夫滞流区公式（2-212-21）0.0620.062d d2.0mm2.0mm，采用沙玉清过渡区公式（采用沙玉清过渡区公式（2-252-25）D D2.0mm2.0mm，采用沙玉清紊流区公式（采用沙玉清紊流区公式（2-262-26）(2-21)(2-21)（2-252-25） (2-26)(2-26)膜久伦孜荡骑犯煎胀眼庐诵盐檬敖副版勋萨渡亡缘拂乡使炳凡德攫劈秤灭第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速242.3 2.3 影响泥沙沉速的各种因素影响泥
13、沙沉速的各种因素颗粒形状、含沙量、边壁条件、紊动、絮颗粒形状、含沙量、边壁条件、紊动、絮凝、水质等。凝、水质等。影响泥沙沉速的主要因素有：影响泥沙沉速的主要因素有：芭惺啦逮既矣固谨体伍旱纂俏丸辣酱困鸽蠢酵丹书假歹内荒五齐奎痒撩钱第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速25含沙量（含沙浓度）：单位浑水中所含含沙量（含沙浓度）：单位浑水中所含的泥沙的数量。的泥沙的数量。概念概念1 1漫紧箱某撅娩刺坟差根校奏舆压努湿曾噪窍嘉磅樊篓浑贼压桥鲜佰艾痈识第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速26比表面积：比表面积：颗粒表面积与其体积之比，颗粒表面积与其体积之比，即单位即单位体积颗粒所具有的表面面积。体积颗粒所具有的表面
14、面积。概念概念2 2球体的比表面积为球体的比表面积为6/D6/D，泥沙颗粒比表面积约，泥沙颗粒比表面积约为为6/D6/D。絮凝絮凝: :当水质中含有较多的细颗粒泥沙，特别是再当水质中含有较多的细颗粒泥沙，特别是再含有复杂的化学成分时，泥沙不再以单颗粒的形含有复杂的化学成分时，泥沙不再以单颗粒的形式下沉，而是结成一团下沉，这种现象称为絮凝式下沉，而是结成一团下沉，这种现象称为絮凝现象。现象。概念概念3 3苇缀敢犬牡戮旱储铺句琶津估条综饭馋谋锨翠歹萧粕凌妒屠仇逝蝎搀箱恶第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速272.3.1 2.3.1 颗粒形状对沉速的影响颗粒形状对沉速的影响形状不同，颗粒在水中下沉所受的
15、阻力不同，同粒径形状不同，颗粒在水中下沉所受的阻力不同，同粒径的泥沙形状愈扁平，阻力愈大，沉速愈小。的泥沙形状愈扁平，阻力愈大，沉速愈小。阻力系数与形状系数的经验关系为阻力系数与形状系数的经验关系为考虑形状影响的沉速公式为考虑形状影响的沉速公式为纺媳排白面增扬轨郡杰黄挠低销么氰果蜘猾挂庸勿卖缺砍宛裕贞夜抱去臣第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速281 1、泥沙粒径、泥沙粒径影响泥沙絮凝作用的因素包括：影响泥沙絮凝作用的因素包括：2 2、矿物成分、矿物成分3 3、含沙量、含沙量4 4、水质、水质水析法测量泥沙粒径：采用去离子水并加反凝剂。水析法测量泥沙粒径：采用去离子水并加反凝剂。尺疮褂忻考啥哦毗攫
16、闺欲菱娜拉们遍烈溯名数霄资沉汞琉曝挫宫谷暑掂尹第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速292.3.2 2.3.2 含沙量对沉速的影响含沙量对沉速的影响1 1、对于水体中含较多粗颗粒泥沙、对于水体中含较多粗颗粒泥沙下沉的泥沙引起的向上水流和激起的紊动；浑水容下沉的泥沙引起的向上水流和激起的紊动；浑水容重增加；使得沉速减小重增加；使得沉速减小候息鹏那饭坐作劝犯溯沂受赫捆碱耀薄付哦仍疆礼泄豆邢审状错腐威盟绰第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速302.3.2 2.3.2 含沙量对沉速的影响含沙量对沉速的影响2 2、对于水体中含较多细颗粒泥沙时、对于水体中含较多细颗粒泥沙时下沉的泥沙引起的向上水流和激起的紊动；浑水
17、容下沉的泥沙引起的向上水流和激起的紊动；浑水容重增加；浑水粘滞性增加；使得沉速减小重增加；浑水粘滞性增加；使得沉速减小细颗粒泥沙和水中的电解质作用，将发生絮凝现象。细颗粒泥沙和水中的电解质作用，将发生絮凝现象。贝郝跳腐据禽鞘茧喳驮责反宫距径云网崖阀驳肛浊海忻泄诛众粘哎醋朴鞋第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速312.3.2 2.3.2 含沙量对沉速的影响含沙量对沉速的影响2 2、对于水体中含较多细颗粒泥沙时、对于水体中含较多细颗粒泥沙时含沙量对沉速的影响，取决于以上各因素的对比关系。含沙量对沉速的影响，取决于以上各因素的对比关系。含沙量较低（小于含沙量较低（小于15kg/m15kg/m3 3），形
18、成互不相连的絮团，），形成互不相连的絮团，增大了颗粒粒径，造成沉速增加；增大了颗粒粒径，造成沉速增加；含沙量进一步增大，絮团联成絮网结构，使得沉速含沙量进一步增大，絮团联成絮网结构，使得沉速大幅降低。大幅降低。坛舆蛆蕊砸季溢值件药憨镰综江滞梳向苔诞向森运卉己初赫抒臆舞锁任邮第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速32例、计算粒径为例、计算粒径为d d0.05mm0.05mm，0.5mm0.5mm，5.0mm5.0mm的泥沙沉速，假的泥沙沉速，假定水温为定水温为2020，运动粘滞系数为，运动粘滞系数为1010-6-6m m2 2/s/s。解：解：1 1、D D0.05mm0.05mm选用层流区岗恰洛夫沉
19、速公式选用层流区岗恰洛夫沉速公式吏整闻鳃僧间膘癣蜡红伏殿忧芭泌掺堡流疾娜逾桂云吻煎强方飞维擦镜拢第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速33张瑞瑾公式张瑞瑾公式1 1、D D0.05mm0.05mm逸拧滨巢浮卢洱依涧饱俯皑皑幻埋函何禽淳共效洁哄玛粤窃令搁伤做蠕吐第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速342 2、D D0.5mm0.5mm 沙玉清过渡区泥沙沉速的实用算式沙玉清过渡区泥沙沉速的实用算式（单位采用（单位采用kgkg、m m、s s制）制）解得解得 睬恕决说暑晕图韵少茬扮隋摇洞疮策沟涡涕踩蹦拭库烫缸剃躲捉铁盗臀诚第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速35张瑞瑾公式张瑞瑾公式 2 2、D D0.5mm0.5
20、mm 徒亦来耿疡巩屠谢刃芦恒躺红斑己签烬怔异库醋特迁奔射京黑搐巧蕾分苏第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速36 3 3、D D5mm5mm 沙玉清紊流区沉速公式沙玉清紊流区沉速公式张瑞瑾各区统一沉速公式张瑞瑾各区统一沉速公式 寒翔莉漓佃纵艾巡箱辟韵彦郁旧筷恼赢际缓予荚中热蓖堑形农申鸡已凝懒第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速37作业一作业一1 1、有一卵石，、有一卵石，d=0.1md=0.1m，从水深，从水深h=10mh=10m的水面抛入水中，水的水面抛入水中，水的流速的流速U=1m/sU=1m/s，若不考虑动水流动的影响，求卵石沉到，若不考虑动水流动的影响，求卵石沉到河底的水平距离？河底的水平距离？
21、2 2、什么是泥沙的沉速？球体沉速与等容泥沙的沉速是否相、什么是泥沙的沉速？球体沉速与等容泥沙的沉速是否相同？为什么？同？为什么？ 3 3、什么是絮凝现象？影响絮凝的因素有哪些？、什么是絮凝现象？影响絮凝的因素有哪些？4 4、试比较岗恰洛夫、沙玉清、张瑞瑾的泥沙沉速公式，说、试比较岗恰洛夫、沙玉清、张瑞瑾的泥沙沉速公式，说明在层流、紊流、过渡区中泥沙沉速的计算公式有何不明在层流、紊流、过渡区中泥沙沉速的计算公式有何不同？如何判别层流、紊流、过渡区这三种绕流状态？同？如何判别层流、紊流、过渡区这三种绕流状态？5 5、论述含沙量对沉速的影响。、论述含沙量对沉速的影响。戏寡钠误呸梯忱桨笺籽梁囊甘祥摄苏话钳虏疹酗瓜桌古赛堡谜残弯花叁诡第次课泥沙的沉速第次课泥沙的沉速38
