Сила, рушійна кулясту частинку діаметром і щільністю в процесі осадження, визначається різницею між силою тяжіння і виштовхує Архімедова силою, яка дорівнює вазі рідини в об'ємі частинки:
Швидкість осадження можна обчислити з умови рівності сил, що забезпечують рух, і сили опору:
Значення коефіцієнта опору в залежності від режиму осадження можна визначити за такими залежностями:
для ламінарного режиму:;
для перехідного режиму:;
для турбулентного режиму:
При підстановці в рівняння (2.6) залежно для коефіцієнта опору для ламінарного режиму отримаємо рівняння, зване рівнянням Стокса для процесу осадження:
Використовуючи це рівняння, можна знайти максимальний розмір часток, осадження яких відбувається за законом Стокса. Для цього в рівняння (2.7) замість швидкості осадження необхідно підставити її вираз через критерій Рейнольдса:, прийняти критерій, відповідний граничного значення для ламінарного режиму течії, і отримати
Існує і нижня межа застосовності закону Стокса, відповідний 10-4. При 10-4 на швидкість осадження дуже дрібних частинок починає впливати теплове (броунівський) рух молекул середовища.
Рівняння (2.6) у зв'язку з тим, що залежить від швидкості осадження, необхідно вирішувати методами послідовних наближень.
Внаслідок трудомісткості методу послідовних наближень найзручніше для визначення користуватися методом, запропонованим П.В. Лященко. Цей метод заснований на перетворенні рівняння (2.6) шляхом підстановки в нього швидкості осадження, вираженої через, і зведення обох частин рівняння до другого степеня:
Вираз у правій частині цього рівняння являє собою критерій Архімеда
В критерій Архімеда шукана швидкість осадження не входить. Він містить величини, які зазвичай або задані, або можуть бути заздалегідь визначені.
Підставивши в це узагальнене рівняння граничні значення критерію Рейнольдса, відповідні переходам з однієї області осадження в іншу, можна знайти відповідні їм критичні значення критерію.
Для 2 за рахунок підстановки виразу для отримаємо
Критичне значення критерію Архімеда для ламінарної області
Отже, існування ламінарного режиму осадження відповідає умові.
Для перехідної зони після підстановки значення для отримаємо
При підстановці в це рівняння критичної позначки можна знайти верхнє граничне значення для перехідної області:
Таким чином, перехідна область осадження відповідає.
Для автомодельної області, де 83000, залежність між критеріями можна знайти, підставивши 0,44:
Таким чином, розрахувавши критерій, можна визначити і встановити область, в якій відбувається осадження. Потім по рівнянню, характерному для даного режиму осадження, розраховують критерій Рейнольдса. І потім за критерієм Рейнольдса обчислюють швидкість осадження:
Для всіх режимів осадження швидкість процесу може бути розрахована за критерієм Рейнольдса на підставі єдиної інтерполяційної залежності:
Швидкість осадження частинок нешарообразной форми менше, ніж швидкість осадження кулястих частинок. Для обчислення швидкості нешарообразних частинок використовується коефіцієнт форми:
Коефіцієнт форми 1 і визначається дослідним шляхом. Для частинок округлої форми 0,77, незграбних - 0,66, довгастих - 0,58, пластинчастих - 0,43. При розрахунку критеріїв подібності і для частинок нешарообразной форми як визначального розміру використовується еквівалентний діаметр
Розрахунок швидкості осадження крапель рідини в газі або в інший рідини і бульбашок газу в рідині навіть для одиночних крапель і бульбашок ускладнюється внаслідок зміни форми при їх русі.