沉降
編輯沉降,是液體或氣體中的顆粒在重量或離心力的影響下沉積。形成的懸浮物層稱為沉積物或松散沉積物。與沉積巖相反,松散的沉積物是松散的巖石。
基礎知識
編輯通過沉降,沉積的顆粒由于其不同的沉降速度(下沉速度)而根據其密度和大小分層。 沉降速度最 大的粒子最先沉積,所以在底部。 由于沉降的速度基本上是由密度決定的,不同的物質可以分層沉積,也可以用來分離混合物中的不同物質(參見傾析)。如果只沉積一種材料,或者密度相近的材料,大顆粒會沉積得更快,會先沉積在底部,而小顆粒會沉積在頂部。 密度越大,物質下沉到地面的速度就越快。 在泡沫材料的情況下,例如噴發的浮石,會出現相反的級配,較小的顆粒具有較高的膨脹速度并儲存在底部,而較大的顆粒儲存在頂部。
在水流的情況下,沉積物主要是通過橫截面的侵蝕引入的。 另一個影響是沉積物輸入。 此處介紹了集水區的沉積物(和其他固體)。
自然沉積類型
編輯天然沉積物根據其形成可分為三大類:
存儲位置是另一個分類選項。 在這里可以區分河流沉積物、沼澤沉積物、海洋沉積物、風成沉積物、冰川沉積物和火山碎屑沉積物。
在自然沉降的情況下,懸浮物通常是由侵蝕過程帶入的,這里最重要的是通過河流運輸,母巖的風化通常先于它。 根據到消融部位的距離和流速,水中攜帶的顆粒的粒度分布顯示出顯著差異。 在這種情況下,顆粒的粒度隨著距離和流速的降低而減小,因為最 大或最重的顆粒(床載)首先沉積,并且水流通常不再能夠將它們從水底卷起。
尤其是在死水中,這些懸浮物由于重力沉積而形成沉積物層,其中一些被用來確定年齡(地層學)。 這主要是因為與自來水不同,這里沒有水流,因此也可以沉積非常小的顆粒。 此外,根據氣候系統的不同,沉降在一年中通常會呈現出不同的模式,因為例如,較細的顆粒在冬季會沉淀在冰凍的水中。 因此,類似于樹木的年輪,每年都會形成更粗和更細的層,這些層被稱為紋層。 這些通常包括生物或它們的蹤跡,它們可以在化石化過程中發展成化石。 各個層的形成條件(古氣候)也經常記錄在其中,這就是為什么沉積物代表重要的氣候檔案。 海洋、淺海和海洋沉積物尤其具有很高的信息價值,這就是為什么它們是氣候學鉆探研究的主要目標。
雖然沉積物的厚度由于漸進沉降而增加,但深層壓力的增加會引發進一步的地質過程。 成巖作用從松散的沉積物中形成沉積巖。 一個特例是雪,它在壓力的作用下也可以分層和壓實形成冰。 如果這種影響持續數年,就會導致冰川的形成。
沉淀在技術上的應用
編輯沉降的原理不僅用于科學領域,也用于日常生活:
- 污水處理廠沉淀池中水的機械澄清是基于沉降原理。
- 在較小的分散式油廠中,該原理用于去除壓榨植物油時產生的混濁油中的沉淀物。 e中的壓榨油放置在容器中可以放置很長時間(長達數周),而較重的沉積物由于重力作用會慢慢沉入底部。 沉降后,將清洗后的油慢慢從容器中取出,使沉降的顆粒留在沉降容器中。 較新的植物油沉降工藝連續運行。 待清洗的渾濁油通過一個接一個連接的容器流經管道系統。 混濁物質(沉積物)沉淀在各個容器中,因此在離開最后一個容器后實現高度清潔。
- 在工廠實驗室進行沉降測試,其中面粉-水懸浮液的沉淀物體積用作衡量面粉中蛋白質溶脹能力的指標。 在土壤科學中,沉降試驗用于確定土壤的粒度分布。
- 某些顆粒的大小及其在該粉末中的分布可以通過測量流速來確定。 這種分析方法的一個重要例子是光沉淀法。
- 在所謂的分離系統中,沉降的作用被用于生物制備中,例如,使用密度依賴性沉降速度來分離蛋白質分子或生物細胞等顆粒。
- 在離心過程中,沉降加速。
在懸浮液的生產、儲存和加工過程中。 油漆、澆鑄樹脂、混凝土甚至一些食物,沉降往往代表著一種令人不安的效果。
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