| | | 惯性效应在混凝中的动力学作用
| | 加固改造
摘要：本文首次从湍流微结构的加固改造尺度即亚微观尺度对混凝的加固改造动力学问题进行了研究，提出了惯性效应是絮凝的动力学致因；提出了湍流剪切力是絮凝反应中决定性的动力学因素，并建立了絮凝的动力相似准则。文章指出扩散过程应分为宏观扩散与亚微观扩散两个不同的物理过程，而亚微观扩散的动力学致因是惯性效应，特别是湍流微涡旋的离心惯性效应。
关键词：混凝土 动力学
一、絮凝动力学的研究现状
絮凝长大过程是微小颗粒接触与碰撞的过程。絮凝效果的好坏取决下面两上因素：（1）是混凝剂水解后产生的高分子络合物形成吸咐桥的联结能力，这是由混凝剂的性质决定的；（2）是微小颗粒碰撞的几率和如何控制它们进行合理的有效碰撞，这是由设备的动力学条件所决定的。导致水流中微小颗粒碰撞的动力学致因是什么，人们一直未搞清楚。水处理工程学科认为速度梯度是水中微小颗粒碰撞的动力学致因，并用下面公式计算速度梯度：（略）
式中P为单位水体的能；μ为液体的动力粘滞系数。由于上面公式是在层流的条件下导出的，它是否适用于流态，一直是人们所关心的湍流的絮凝池。这个问题一直未有结论。实际上，上面公式是层流条件下的速度梯度。对于湍流来说由于湍动涡旋的作用，大大地增加湍流中的动量交换，大大地均化了湍流中的速度分布，所以湍流中的速度梯度远远小于上式计算的数值。既然如此，上面公式在给水处理的工程界中为什么可以用了半个世纪呢？因为上面公式中P（单位水体能耗）这一项与湍流中的微涡旋有着密切关系，从后面文章内容我们可以看到，正是这些湍流的微结构决定了水中微小颗粒的动力学特性和它们之间的碰撞。通过几十年的工程实践人们积累了上面公式大量的经验数据，用此来指导工程设计当然不会出现大的问题。但上述公式对改善现有的絮凝工艺并没有任何价值。因为提高絮凝效果就必须增加速度梯度，增加速度梯度就必须增加水体的能耗，也就是增加絮凝池的流速。但是絮凝过程是速度受限过程，随着矾花的长大，水流速度应不断减小。
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