当出口阀门开大时，上式右端各变量中，u3上升、?Hf1?3上升，其余量不变。因此，真空表读数上升。
2）高位槽为密闭容器，故管路特性曲线在H轴上截距A??z??p/?g中的?p为正。当被输送液体密度增大时，A下降，管路特性曲线向下平移，如图所示。工作点由A点移到B点。
结果是流量Q增大、扬程He下降、轴功率N上升(泵的H~Q曲线不随被输送液体密度的变化而变化)。 当流量增加时，管内流速和能量损失都增大，由式（2）可知，真空表读数增大。
以压力表所在处（4-4）为上游截面，以管路出口处（2-2）为下游截面，写柏努利方程：
22p3u3p2u2??z3???z2??Hf3?2 ?g2g?g2gp压?g?p3p2??z2?z3??Hf3?2 ?g?g （3）
其中u2?u3。由式（3）可以看出，流量增加时，管路能量损失增大，在流体密度上升的情况下，压力表读数是增加的。
3）叶轮直径减小5%时泵的特性曲线变化情况如图所示，特性曲线由1变为3，工作点由C变为D，结果是流量Q减小、扬程He下降、轴功率N下降。（用切割定律也可得到相同的结论）
流量减小时，管路能量损失减小，由式（2）可知，真空表读数下降。
流量减小时，管路能量损失减小，由式（3）可以看出，压力表读数要减小。
4）转速提高5%时泵的特性曲线变化如图所示，特性曲线由1变为2，工作点由C变为E，结果是流量Q增加、扬程He上升、轴功率N上升。
由式（3）可知，压力表读数增加； 由式（2）可知，真空表读数增加。
说明：离心泵的工作状态与其工作点对应，而工作点由泵的特性和管路的特性共同决定。改
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变这两种特性都可以使工作点发生变化，对应的流量、压力、轴功率、压力表和真空表都会发生变化。工程上，离心泵所在管路的流量调节也正是基于这一原理而实现的。
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第三单元 沉降与过滤
3-1．用落球法测定某液体的粘度（落球粘度计），将待测液体置于玻璃容器中测得直径为6.35mm的钢球在此液体内沉降200mm所需的时间为7.32s,已知钢球的密度为7900kg/m，液体的密度为1300 kg/m。试计算液体的粘度。
3
3
200h解：（1）钢球的沉降速度ut??1000?0.2732m/s
?7.32 （2）假设沉降在滞留区，则可用斯托克斯公式计算：
d2(?s??)gut?
18?
d2(?s??)g(6.35?10?3)2(7900?1300)?9.81????5.309Pa?S
18ut18?0.02732 （3）核算流型： Ret?dut??6.35?10?3?0.02732?1300??0.04248?1
5.309故假设成立，求出的?有效。 本题要求掌握重力沉降速度的计算。
3-2．采用降尘室回收常压炉气中所含球形固体颗粒。降尘室底面积为10㎡，高1.6m。操作条件下气体密度为0.5kg/m，粘度为2.0?10?5Pa?s，颗粒密度为3000 kg/m。气体体积
3
3
流量为5m/s。试求：
1）可完全回收的最小颗粒直径；
2）如将降尘室改为多层以完全回收20?m的颗粒，求多层降尘室的层数及板间距。 解：1）设沉降运动处在层流区，则能完全回收的最小颗粒直径：
dmin?Vs18??g??s???A018?2?10?55?78.2?m
9.81??3000?0.6?103
校核：最小颗粒的沉降速度：u0?Vs5??0.5m/s A010 18
Re?dminu???78.2?10?6?0.5?0.62?10?5?1.173?2，近似认为沉降运动处于层流区。
2）20?m的颗粒也要能全部回收，所需要的降尘面积可按下式计算（既然直径为78.2?m的颗粒尚能处于层流区，则20?m的颗粒沉降也一定处在层流区）：
A'0?18?Vs2g??s???d2018?2?10?55?9.81??3000?0.6?20?10?6??2?153m2
需要降尘面积为153㎡，所以降尘室应改为16层（15块隔板），实际降尘面积为160㎡。层间距为0.16m。
说明：就设备结构参数而言，降尘室的处理量主要取决于其底面积而与高度无关；由本题可以看出，当处理量一定时，完全分离出更小的的粒径就必须扩大降尘室的底面积，这是通过多层结构来实现的。
3-3． 用一多层降尘室以除去炉气中的矿尘。矿尘最小粒径为8μm，密度为4000 kg/m3。降尘室内长4.1m，宽1.8m，高4.2m，气体温度为427℃，粘度为3.4×10-5Pa·s，密度为0.5 kg/m3，若每小时的炉气量为2160标准m。试求降尘室内的隔板间距及层数。 解：1）操作条件下炉气处理量为：
3
Vs?2160273?427??1.54m3/s 36002732）假设沉降在滞流区，可求出ut
d2(?s??)g(8?10?6)2?(4000?0.5)?9.81?3ut???4.1?10m/s ?518?18?3.4?10而气体水平通过速度u?vs/bH?1.54/(1.8?4.2)?0.20m/s 3）层数n
n?vs1.54?1??1?51?1?50 ?3b?ut1.8?4.1?4.1?104）隔板间距h
H?(n?1)h 可得：h?H4.2m??0.082m n?1515）核算颗粒沉降和气体流动是否都在滞流区
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① Ret?② de?dut??8?10?6?4.1?10?3?0.5??4.8?10?4?1 在滞流区 ?53.4?102bh2?1.8?0.082??0.157m b?h1.8?0.082气体流动的Re为：
Re?deu???0.157?0.20?0.5?462?2000 在滞流区。 ?53.4?10故降尘室计算合理，结果有效。
3-4．采用标准型旋风分离器除去炉气中的球形颗粒。要求旋风分离器的生产能力为2.0m，直径D为0.4m，适宜的进口气速为20m/s。炉气的密度为0.75kg/m，粘度为2.6×10Pa·s（操作条件下的），固相密度为3000kg/m，求（1）需要几个旋风分离器并联操作；（2） 临界粒径dc；（3）分割直径d50；（4）压强降ΔP。
解：对于标准型旋风分离器，h=D/2，B=D/4，Ne=5，ξ=8 （1） 并联旋风分离器数n： 单台旋风分离器的生产能力为： (Vs)单=h·B·ui=
3
3
-5
3
DDui(0.42/8)×20=0.40m3/s 24n=Vs/ (Vs)单 =2.0/0.40=5 （2）求临界粒径dc
B=D/4=0.4/4=0.1m，Ne=5，代入下式：
9?B9?2.6?10?5?0.1dc???4.98?10?6m?4.98?m
?Ne?sui??5?3000?20（3）分割直径d50
?D2.6?10?5?0.4?0.27?3.554?10?6m?3.554?m d50?0.27(?s??)ui3000?20（4）压强降ΔP
?p????ui220.75?(20)2?8??1200Pa
2本题要求掌握旋风分离器性能参数及其计算。
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