颗粒在介质中的垂直运动.ppt

矿粒在流体中的垂直沉降是重力分选过程中矿粒最基本的运动形式。矿粒因自身的密度、粒度和形状不同，在一定介质中就会有不同的沉降速度。这种差异，主要是由于介质的浮力和颗粒在介质中所受到的阻力不同引起的。结论：
通常所谓的自由沉降是指介质中固体物料的含量很少，在总容量中颗粒占有的体积不及3％时，颗粒间的干涉现象变得很小，此时即可视为是自由沉降。§2—1介质的性质和介质的
浮力与阻力一、介质的性质1.介质的密度容积浓度：单位体积悬浮液内颗粒占有的体积称作容积浓度，其与重量浓度的关系为：悬浮体的密度就是单位体积悬浮体内固体颗粒的质量和介质质量之和，称作物理密度，用来表示。2.介质的粘度说明：
粘度与介质的性质以及温度、压强有关。水的粘度随温度的增高而明显减小，温度每升高1℃，粘度大约降低2％，随压强的增加而稍有增大。但空气的粘度随温度增高而增大，温度每升高1℃，粘度大约增大0.25％。
液体的粘性还可以用动力粘度μ和液体密度ρ的比值来表示，称为运动粘度以符号“ν”表示：

运动黏度的单位是m2/s。
二、介质浮力三、介质阻力摩擦阻力：由于介质的粘性，使介质分子与矿粒表面存在粘性摩擦力，这种因粘性摩擦力所致的阻力称为摩擦阻力。
介质的流态如图，颗粒-介质相对速度很小时，流体质点沿流线有条不紊的运动——层流流态压差阻力：由于介质的惯性，使运动矿粒前后介质的流动状态和动压力不同，这种因压力差所引起的阻力为压差阻力。
若颗粒-介质相对速度很大，控制介质运动的力主要是惯性力，这时流体质点作杂乱无章的运动——紊流流态。总结：
在层流流态和紊流流态之间存在过渡流态，在过渡流态中，粘性阻力和压差阻力共同控制流体的运动。雷诺数：

υ—是颗粒—介质相对速度；
d—颗粒直径；
ρ—介质的密度；
μ—介质的粘度。4.阻力通式及李莱曲线经过考查证明，对于一定形状的颗粒，ψ与Re呈单值函数关系，但它们之间的解析式则无法用理论求得。球形颗粒图不规则形状矿粒ψ与Re的关系曲线小结:
（1）阻力通式的优点是适应范围广，且由于它完全是在试验的基础上得出的，所以也比较准确；
缺点是使用时必须先知道物体运动时的雷诺数，同时还要依靠李莱曲线进行计算，因此，使用时不够方便。（2）个别公式的优点是使用时比较方便，只要知道物体运动时雷诺数的大致范围，就可以正确地选择公式进行计算。
缺点是适应范围比较窄；
试验证明，在指定的雷诺数范围内按照上述公式进行计算所得的结果误差不大。现在由李菜曲线来看阻力的个别式与通式的关系.结论————直线斜率为-1，符合层流区。1.从某矿石中洗下的微细矿泥质量浓度为12%，已知矿石密度δ=3200kg/m3，水的密度ρ=1000kg/m3，水的粘度为1×10-3pa·S,试计算矿浆的固体容积浓度、矿浆密度、矿浆动力粘度和运动粘度。引言§2—2球形颗粒在介质中的自由沉降一、球形颗粒在介质中的自由沉降末速通式G0是矿粒在介质中所受的重力，从上式中可以看出，它等于矿粒的质量m与加速度（δ-ρ）/δ的乘积。后者为矿粒在介质中的重力加速度，以符号“g0”表示。2.球形颗粒在介质中的自由沉降末速矿粒在介质中沉降时，受力与运动加速度有如下关系：颗粒在静止介质中达到沉降末度v0的条件：当介质密度一定时，密度大的颗粒、或粒度大的颗粒，沉降末速v0大；
若颗粒的密度、粒度一定时，介质密度大者，一般其粘度也高，颗粒在其中的沉降末速要变小。
图算法二、利用个别公式求解球形颗粒的自由沉降末速公式球形颗粒沉降末速的个别计算式
斯托克斯阻力范围颗粒的沉降末速υ0s

适用条件：Re<0.5。d<0.085mm的球形石英颗粒
在水中的沉降末速。沉降末速计算举例§2—3矿物颗粒在介质中的自由沉降一、矿粒与球形颗粒相比有何特点石英、煤—多角形、长方形方铅矿二、矿粒的形状和粒度表示法2.矿粒粒度表示法(1)体积当量直径如果有多个颗粒和形状相近的颗粒的总质量为∑G，颗粒的数目为n,则平均体积当量直径为：用筛比小于1.5的方孔筛，测定矿粒能够通过的最小筛孔直径d1与不能通过的最大筛孔直径d2，然后取其平均值表示矿粒的近似粒度，用(4)沉降分析法三、矿粒在介质中的自由沉降末速总结：
介质阻力中:球体直径dA
有效重力中:球体直径dV
阻力系数:矿粒沉降时的阻力系数实验值ψA
§2—4自由沉降的等降现象和等降比一、等降现象、等降粒和等降比定义二、等降比的计算2、等降比可利用通式求出。
三、影响等降比e0的因素
（1)介质的密度ρ，随ρ的增加而增加。例如密度为1400kg/m3的煤粒和密度为2200kg/m3的页岩，在空气中的等降比e0为1.58，可是在水中等降比e0为2.75。
(2)阻力系数，而阻力系数那又是矿粒沉降速度ｖ0（或粒度）及其形状的函数，因此两矿物在介质中的等降比不是常数，而