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建筑给排水知识:絮凝的动力学质因究竟是什么

2015-03-02 15:10  建设工程教育网整理  【  【打印】【我要纠错】

是惯性效应。因为水是连续介质。水中的速度分布是连续的,没有任何跳跃,水中两个质点相距越近其速度差越小,当两个质点相距为无穷小时,其速度差亦为无穷小,即无速度差。水中的颗粒尺度非常小,比重又与水相近,故此在水流中的跟随性很好。如果这些颗粒随水流同步运动,由于没有速度差就不会发生碰撞。由此可见要想使水流中颗粒相互碰撞,就必须使其与水流产生相对运动,这样水流就会对颗粒运动产生水力阻力。由于不同尺度颗粒所受水力阻力不同,所以不同尺度颗粒之间就产生了速度差。这一速度差为相邻不同尺度颗粒的碰撞提供了条件。如何让水中颗粒与水流产生相对运动呢?最好的办法是改变水流的速度。因为水的惯性(密度)与颗粒的惯性(密度)不同,当水流速度变化时他们的速度变化(加速度)也不同,这就使得水与其中固体颗粒产生了相对运动,为相邻不同尺度颗粒碰撞提供了条件,即惯性效应作用。

改变速度方法有两种:一是改变水流时平均速度大小。水力脉冲澄清池、波形板反应池、孔室反应池以及滤池的微絮凝主要就是利用水流时平均速度变化形成惯性效应来进行絮凝;二是改变水流方向。因为湍流中充满着大大小小的涡旋,因此水流质点在运动时不断地在改变自己的运动方向。当水流作涡旋运动时在离心惯性力作用下固体颗粒沿径向与水流产生相对运动,为不同尺度颗粒沿湍流涡旋的径向碰撞提供了条件。不同尺度颗粒在湍流涡旋中单位质量所受离心惯性力是不同的,这个作用将增加不同尺度颗粒在湍流涡旋径向碰撞的几率。涡旋越小,其惯性力越强,惯性效应越强絮凝作用就越好。由此可见湍流中的微小涡旋的离心惯性效应是絮凝的重要的动力学致因。由此可以看出,如果能在絮凝池中大幅度地增加湍流微涡旋的比例,就可以大幅度地增加颗粒碰撞次数,有效地改善絮凝效果。这可以在絮凝池的流动通道上增设多层小孔眼格或微涡折板的办法来实现。

责任编辑:lwg
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