沉降速度

沉降速度指悬浮液或浆料中的颗粒在重力或离心力作用下的沉降速率。当颗粒悬浮于液体介质中时，在重力或离心机等设备施加的离心力作用下会产生沉降趋势，该沉降过程的速率即为沉降速度。沉降速度受多种因素影响，包括颗粒的粒径、密度、形状以及液体的粘度。

影响沉降速度的因素

颗粒粒径与形状

粒径更大、密度更高的颗粒，受重力作用更显著，通常沉降速度更快。颗粒的形状也会对沉降速度产生影响：球形颗粒的沉降速度一般快于不规则形状颗粒，原因是球形颗粒在流体中受到的曳力阻力小于非球形颗粒，能更快地在流体中运动。

液体粘度

粘度更高的液体会对颗粒的运动产生更大阻力，从而降低沉降速度。在工业生产过程中，选择合适的液体粘度是优化分离工艺、实现目标沉降速率的关键。

温度

液体的温度会同时影响其自身粘度和颗粒的沉降特性：温度升高通常会降低液体粘度，进而提升颗粒的沉降速度。

离心力

在离心分离过程中，设备会施加强大的外力以提高颗粒沉降速度。离心机的转速、重力场（G 力）以及旋转半径，均会影响颗粒在离心分离机中的沉降速率。通过调控这些参数，可大幅提升沉降速率，这也让离心分离成为一种高效的快速分离手段。

分离工艺中的沉降速度

沉降是历史悠久、操作简便的分离技术之一，其原理基于固体颗粒与液相之间的密度差。该密度差会使颗粒向下运动并沉降至容器底部，而液相则留存于上层，沉降速度直接决定了分离工艺的效率和所需时长。

在工业分离领域，提高沉降速度能够实现更快速的处理和更高效的分离。在污水处理等需要去除大量污泥的工艺中，高沉降速度可确保污染物在短时间内与水体实现有效分离。

离心分离是食品生产、制药等行业的常用工艺，设备通过施加高速旋转力，大幅提升颗粒沉降速度。借助离心分离机，可加速那些在自然重力条件下耗时极长的分离过程。

沉降过程中作用于颗粒的力

沉降过程中，颗粒会受到多种力的共同作用，这些力决定了颗粒的沉降速率，主要包括：

重力（重量）：地球引力施加在颗粒上的向下的力，与颗粒的质量成正比。

浮力：流体对颗粒施加的向上的反重力作用力。根据阿基米德原理，浮力的大小等于颗粒排开流体的重量。

曳力（阻力）：颗粒在流体中运动时受到的阻力，其大小与颗粒的粒径、形状以及流体的粘度相关。斯托克斯定律常被用于描述小颗粒所受的曳力。

颗粒的沉降速度由上述各力的平衡关系决定：当重力与浮力、曳力达到平衡时，颗粒将达到终端速度（沉降末速），即此时的速度为沉降速度。

沉降速度的计算

对于粘性流体中的球形小颗粒，其沉降速度（终端速度）可通过斯托克斯定律计算：