在固液分離中壓力降與流量的關(guān)系是怎樣的呢？

達(dá)西（Darcy）早在1856年就研究了堆積床層最基本的壓力降和流量的關(guān)系，該床層是由固體顆粒堆積而成，見圖2-1。流體流經(jīng)顆粒床層的間隙，液體與固體顆粒表面的摩擦造成了流動阻力和壓力降。

顆粒堆積床層內(nèi)所含固體顆粒的多少顯然具有決定性意義。固體顆粒數(shù)目越多，液體流經(jīng)的內(nèi)部表面積越大，固液兩相間的摩擦越大，壓力降就越高。顆粒床層內(nèi)液體能夠流過的孔隙占總體積的比例稱為孔隙率，定義如下：

孔隙體積
床層總的體積

在許多固液分離情況下，孔隙率常用顆粒床層內(nèi)固體顆粒所占體積分?jǐn)?shù)來描述固體顆粒濃度，而孔隙率是孔隙所占的百分?jǐn)?shù)，所以這兩個分?jǐn)?shù)是相互關(guān)聯(lián)的，即固體顆粒體積分?jǐn)?shù)濃度為:達(dá)西發(fā)現(xiàn)了壓力降與流體流速存在正比關(guān)系[Darcy, 1856],見圖2-2。

圖中比例常數(shù)決定于多孔介質(zhì)的滲透率為（m2）。達(dá)西定律把液體流過多孔介質(zhì)的規(guī)律與電學(xué)中描述電流流經(jīng)電阻的歐姆定律作了合理的類比。

類比如下：兩種情況下流動的推動力分別是電位差或單位高度的壓降，流動強(qiáng)度是電流 或流體速度，而相對應(yīng)的比例常數(shù)分別為電阻或黏度與滲透率的比。黏度的增加或滲透率的減少，都會導(dǎo)致流動阻力的增加。

任何情況下，只要存在流體流動，就會存在流動阻力。阻力無非來自兩個方面：一個是與黏性相關(guān)的表面摩擦（黏性阻力）；一個是與幾何障礙相關(guān)的形狀阻力。前者導(dǎo)致在固體顆粒表面形成了一層液體靜止層，因此，固體顆粒和液體表面之間的摩擦、速度不同流層之間的摩擦，就形成了流動阻力或壓力損失。后者則反映了除摩擦阻力以外的，流速較高時由于強(qiáng)烈的湍流和方向變化等造成的湍流渦漩引起的壓力損失。如果這種損失所占比例較大, 會破壞流速與壓力降之間的線性關(guān)系。從修正雷諾數(shù)可以區(qū)別流動類型，并判斷何種阻力占優(yōu)。大多數(shù)實際情況下，料漿通過多孔介質(zhì)的流動是低速的，可假設(shè)是層流狀態(tài)，形狀阻力可以忽略不計。