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天然沙的沉降速度及公式解析

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:在实际中经常应用的天然沙沉速公式如表1-16所示。即对特定的沙样,首先测量其沉降速度,再用Stokes公式,反算粒径。水利部门行业标准规定,滞流区泥沙沉速与粒径的关系统一使用Stokes公式,过渡区使用沙玉清公式。在粘滞区,Rubey公式接近于Stokes公式,武水公式接近于天然沙公式。如滞流区采用Stokes公式,紊流区采用武水天然沙公式,则下式具有很好的精度:

天然沙的沉降速度及公式解析

在实际中经常应用的天然沙沉速公式如表1-16所示。除Stokes公式外,该表中的粘滞区公式系数都小于1/18,这是因为Stokes公式中的系数是针对圆球体推导得出的,如果把Stokes公式用于不规则形状的天然沙(形状系数为0.7左右,a/b≥4.0),则须乘以一个小于1的修正系数。但对于D<0.1mm的泥沙颗粒,一般不可能量测其形状尺寸,而只能通过量测其沉速来推求其代表粒径。即对特定的沙样,首先测量其沉降速度,再用Stokes公式,反算粒径(即沉速相同的球体的直径)。

需要特别指出的是,即使对细颗粒都使用Stokes公式,按不同的沉速量测方法所反算得的沉降粒径也有很大差别。例如,在实际工作中发现比重计法与光电颗分仪法测出的黄河悬移质颗粒粒径级配就有明显不同。因此,量测方法也应统一。(www.xing528.com)

水利部门行业标准规定,滞流区泥沙沉速与粒径的关系统一使用Stokes公式(常温下D<0.062mm),过渡区(0.062<D<2.0mm)使用沙玉清公式。

综上所述,滞流区可采用Stokes公式。紊流区一般可采用冈恰洛夫公式,因冈恰洛夫公式的系数是武水和沙玉清公式系数的中间值。对于过渡区的公式,以Rubey和武水的各区统一式计算较为简便可靠。在粘滞区,Rubey公式接近于Stokes公式,武水公式接近于天然沙公式。如滞流区采用Stokes公式,紊流区采用武水天然沙公式,则下式具有很好的精度:

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