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建筑給排水知識:絮凝的動力學(xué)質(zhì)因究竟是什么

2015-03-02 15:10  建設(shè)工程教育網(wǎng)整理  【  【打印】【我要糾錯】

是慣性效應(yīng)。因為水是連續(xù)介質(zhì)。水中的速度分布是連續(xù)的,沒有任何跳躍,水中兩個質(zhì)點相距越近其速度差越小,當(dāng)兩個質(zhì)點相距為無窮小時,其速度差亦為無窮小,即無速度差。水中的顆粒尺度非常小,比重又與水相近,故此在水流中的跟隨性很好。如果這些顆粒隨水流同步運動,由于沒有速度差就不會發(fā)生碰撞。由此可見要想使水流中顆粒相互碰撞,就必須使其與水流產(chǎn)生相對運動,這樣水流就會對顆粒運動產(chǎn)生水力阻力。由于不同尺度顆粒所受水力阻力不同,所以不同尺度顆粒之間就產(chǎn)生了速度差。這一速度差為相鄰不同尺度顆粒的碰撞提供了條件。如何讓水中顆粒與水流產(chǎn)生相對運動呢?最好的辦法是改變水流的速度。因為水的慣性(密度)與顆粒的慣性(密度)不同,當(dāng)水流速度變化時他們的速度變化(加速度)也不同,這就使得水與其中固體顆粒產(chǎn)生了相對運動,為相鄰不同尺度顆粒碰撞提供了條件,即慣性效應(yīng)作用。

改變速度方法有兩種:一是改變水流時平均速度大小。水力脈沖澄清池、波形板反應(yīng)池、孔室反應(yīng)池以及濾池的微絮凝主要就是利用水流時平均速度變化形成慣性效應(yīng)來進行絮凝;二是改變水流方向。因為湍流中充滿著大大小小的渦旋,因此水流質(zhì)點在運動時不斷地在改變自己的運動方向。當(dāng)水流作渦旋運動時在離心慣性力作用下固體顆粒沿徑向與水流產(chǎn)生相對運動,為不同尺度顆粒沿湍流渦旋的徑向碰撞提供了條件。不同尺度顆粒在湍流渦旋中單位質(zhì)量所受離心慣性力是不同的,這個作用將增加不同尺度顆粒在湍流渦旋徑向碰撞的幾率。渦旋越小,其慣性力越強,慣性效應(yīng)越強絮凝作用就越好。由此可見湍流中的微小渦旋的離心慣性效應(yīng)是絮凝的重要的動力學(xué)致因。由此可以看出,如果能在絮凝池中大幅度地增加湍流微渦旋的比例,就可以大幅度地增加顆粒碰撞次數(shù),有效地改善絮凝效果。這可以在絮凝池的流動通道上增設(shè)多層小孔眼格或微渦折板的辦法來實現(xiàn)。

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