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建筑給排水知識(shí):絮凝的動(dòng)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(cuò)】

是慣性效應(yīng)。因?yàn)樗沁B續(xù)介質(zhì)。水中的速度分布是連續(xù)的,沒(méi)有任何跳躍,水中兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距越近其速度差越小,當(dāng)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距為無(wú)窮小時(shí),其速度差亦為無(wú)窮小,即無(wú)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(yùn)動(dòng),由于沒(méi)有速度差就不會(huì)發(fā)生碰撞。由此可見(jiàn)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(duì)運(yùn)動(dòng),這樣水流就會(huì)對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)呢?最好的辦法是改變水流的速度。因?yàn)樗膽T性(密度)與顆粒的慣性(密度)不同,當(dāng)水流速度變化時(shí)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(duì)運(yùn)動(dòng),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(shí)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(shí)平均速度變化形成慣性效應(yīng)來(lái)進(jìn)行絮凝;二是改變水流方向。因?yàn)橥牧髦谐錆M著大大小小的渦旋,因此水流質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)時(shí)不斷地在改變自己的運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)水流作渦旋運(yùn)動(dòng)時(shí)在離心慣性力作用下固體顆粒沿徑向與水流產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),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(gè)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(qiáng),慣性效應(yīng)越強(qiáng)絮凝作用就越好。由此可見(jiàn)湍流中的微小渦旋的離心慣性效應(yīng)是絮凝的重要的動(dòng)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(dòng)通道上增設(shè)多層小孔眼格或微渦折板的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

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