Nedsettelseshastigheten

Nedsettelseshastigheten, eller sedimentasjonsfarten, er hastigheten en partikkel setter ned i et fluid under påvirkning av tyngdekraften og oppdrift. Ved at dragkrefter balanserer vekten, når partikkelen sin terminalfart, som kalles nedsettelseshastigheten. Denne hastigheten avhenger av partikkelens størrelse og tetthet, fluidets tetthet og viskositet, samt omgivelsene og partikkelens form.

For små partikler i laminar strømning kan Stokes' lov brukes: v_t = (2/9) (ρ_p − ρ_f) g d^2 / μ, der ρ_p er partikkelens tetthet, ρ_f fluidets tetthet, g gravitasjonsakselerasjon, d partikkelens diameter og μ fluidens dynamiske viskositet. Denne formelen gjelder vanligvis ved lavt Reynolds-tall (Re) og for enkle, sirkulære partikler i stillestående fluid.

Ved høyere Reynolds-tall eller ikke-sfæriske partikler avviker draget fra Stokes’ lov, og andre korrelasjoner eller empiriske tilnærminger brukes. I konsentrasjoner av partikler oppstår hindret sedimentasjon og flokkulering, som også påvirker nedsettelseshastigheten.

Praktiske anvendelser omfatter design av klareringsbasseng og avsetning i vann- og avløpsbehandling, samt geotekniske og miljøtekniske beregninger av sedimentasjonsprosesser i natur og industri. Måling av nedsettelseshastigheten gjøres ofte via kolonneeksperimenter eller videoanalyse for å estimere partikkelers sedimentasjonsdynamikk og relevant prosessstørrelse.