
【化】 rate of settling
sedimentation; settlement; subside
【化】 sedimentation
【醫】 sedimentation; settle; subsiaence
rate; speed; tempo; velocity
【化】 rate; speed
【醫】 speed; velocity
沉降速率(Settling Velocity/Sedimentation Rate)是描述顆粒在流體(如空氣或液體)中因重力作用而下沉的垂直速度的物理量。根據《地球科學術語詞典》的定義,沉降速率可量化為單位時間内顆粒下沉的距離,常用單位包括米/秒(m/s)或厘米/年(cm/yr)。該參數的核心計算公式為斯托克斯定律(Stokes' Law): $$ v = frac{2}{9} cdot frac{(rho_p - rho_f) cdot g cdot r}{eta} $$ 其中$rho_p$為顆粒密度,$rho_f$為流體密度,$g$為重力加速度,$r$為顆粒半徑,$eta$為流體黏度。
在環境工程領域,美國環保署(EPA)将其應用于評估懸浮顆粒物在水體中的沉積效率,而地質學家則通過該指标分析沉積岩層形成周期。例如,中國環境科學出版社的研究表明,黃河泥沙的沉降速率可達0.5-2.0 cm/s,直接影響水庫淤積速度。
該術語的英譯差異需特别注意:"settling velocity"強調瞬時速度概念,常見于工程領域;"sedimentation rate"則多用于描述長期地質沉積過程,如《牛津地質學詞典》記載的深海沉積物年均0.1-1 cm的典型速率範圍。
沉降速率在不同領域有不同定義和應用,主要分為工程/物理沉降和醫學紅細胞沉降率兩類:
指顆粒或建築物在單位時間内下沉的距離,常用單位包括毫米/天(mm/d)或米/年(m/year):
斯托克斯公式法
適用于小顆粒在流體中的沉降,公式為:
$$
V = frac{2gr(rho_1 - rho_2)}{9eta}
$$
其中,( g )為重力加速度,( r )為顆粒半徑,( rho_1 )、( rho_2 )為顆粒與流體密度,( eta )為流體粘度。
建築物沉降觀測
公式為 ( S = frac{V}{T} ),( S )為沉降速度,( V )為沉降量,( T )為時間間隔。例如沉降量10米/年,則速度10 m/year。
軟土沉降計算
使用羅加莫雷諾方程 ( V = frac{k(C_c - C_0)}{t} ),( k )為常數,( C_c )、( C_0 )為土壤濃度變化。
指紅細胞在1小時内下沉的距離,單位mm/h,用于炎症或疾病篩查:
工程沉降速率側重物理計算,而醫學血沉反映病理狀态,兩者單位與應用場景差異顯著。需根據具體場景選擇分析方法。
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