过滤与传热实验(新)(1)

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1、实验讲稿实验三恒压过滤实验一、实验目的1．熟悉板框过滤机的构造和操作方法；2．测定恒压过滤操作时的过滤常数K、qe、θe及压缩性指数s和滤饼常数k。二、基本原理过滤是液体通过滤渣层（过滤介质与滤饼）的流动。无论是生产还是设计，过滤计算都要有过滤常数作依据。由于滤渣厚度随着时间而增加，所以恒压过滤速度随着时间而降低。不同物料形成的悬浮液，其过滤常数差别很大，即使是同一种物料，由于浓度不同，滤浆温度不同，其过滤常数也不尽相同，故要有可靠的实验数据作参考。根据恒压过滤方程：（1）　　式中:─单位过滤面积获得的滤液体积[m3/m2]─单位过滤

2、面积的虚拟滤液体积[m3/m2]─实际过滤时间[s]─虚拟过滤时间[s]─过滤常数[m2/s]将(1)式微分得:（2）当各数据点的时间间隔不大时，可以用增量之比来代替即：上式为一直线方程。试验时，在恒压下过滤要测定的悬浮液，测出过滤时间θ及滤液累计量q的数据，在直角坐标纸上标绘对的关系，所得直线斜率为截距从而求出K，。　由下式得：过滤常数的定义式：（3）两边取对数：（4）因s＝常数，＝常数，故与△p的关系，在双对数坐标上标绘的是一条直线。直线的斜率为1-s，截距为lg2k，由此可计算出压缩性指数s和滤饼常数。三、实验装置与流程本实验装

3、置由空压机、配料槽、压力料槽、板框过滤机等组成，其流程示意如图1。1－空压机；2－压力罐；3－安全阀；4－压力表；5－压力传感器；6－清水罐；7－滤框；8－滤板；9－手轮；10－通孔切换阀；11－调压阀；12－电磁阀；13－配料罐；14－地沟；15－电子天平图1板框压滤机过滤流程CaCO3的悬浮液在配料桶内配制一定浓度后，利用压差送入压力罐中，用压缩空气加以搅拌使CaCO3不致沉降，同时利用压缩空气的压力将滤浆送入板框压滤机过滤，滤液流到电子天平处称量，压缩空气从压力罐上排空管中排出。板框压滤机的结构尺寸：框厚度20mm，每个框过滤面

4、积0.0127m2(实际测量为0.0127m2。)，框数2个。空气压缩机规格型号：风量0.06m3/min，最大气压0.8Mpa。四、实验步骤1．实验准备配料：在配料罐内配制含CaCO310％～浓度高容易堵塞。20％（wt.%）的水悬浮液，碳酸钙事先由天平称重，水位高度按标尺示意，筒身直径35mm。配置时，应将配料罐底部阀门关闭。搅拌：开启空压机，将压缩空气通入配料罐（空压机的出口小球阀保持半开，进入配料罐的两个阀门保持适当开度），使CaCO3悬浮液搅拌均匀。搅拌时，应将配料罐的顶盖合上。设定压力：分别打开进压力罐的三路阀门，空压机过

5、来的压缩空气经各定值调节阀分别设定为0.1MPa、0.2MPa和0.25MPa（出厂已设定，实验时不需要再调压。若欲作0.25MPa以上压力过滤，需调节压力罐安全阀）。设定定值调节阀时，压力灌泄压阀可略开。装板框：正确装好滤板、滤框及滤布。滤布使用前用水浸湿，滤布要绷紧，不能起皱。滤布紧贴滤板，密封垫贴紧滤布。（注意：用螺旋压紧时，千万不要把手指压伤，先慢慢转动手轮使板框合上，然后再压紧）。灌清水：向清水罐通入自来水，液面达视镜2/3高度左右。灌清水时，应将安全阀处的泄压阀打开。灌料：在压力罐泄压阀打开的情况下，打开配料罐和压力罐间的

6、进料阀门，使料浆自动由配料桶流入压力罐至其视镜1/2~2/3处，关闭进料阀门。2．过滤过程鼓泡：通压缩空气至压力罐，使容器内料浆不断搅拌。压力料槽的排气阀应不断排气，但又不能喷浆。过滤：将中间双面板下通孔切换阀开到通孔通路状态。打开进板框前料液进口的两个阀门，打开出板框后清液出口球阀。此时，压力表指示过滤压力，清液出口流出滤液。每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时候作为开始时刻，每次△V取800mL左右。记录相应的过滤时间△ϴ。每个压力下，测量8～10个读数即可停止实验。若欲得到干而厚的滤饼，则应每个压力下做到没有清液流出为止。电子天平

7、将测得滤液质量的数据传给计算机，计算机将其转换成体积后显示在组态软件上。（注意：△V在800mL左右时点击采集数据）一个压力下的实验完成后，先打开泄压阀使压力罐泄压。卸下滤框、滤板、滤布进行清洗，清洗时滤布不要折。每次滤液及滤饼均收集在小桶内，滤饼弄细后重新倒入料浆桶内搅拌配料，进入下一个压力实验。注意若清水罐水不足，可补充一定水源，补水时仍应打开该罐的泄压阀。3．清洗过程关闭板框过滤的进出阀门。将中间双面板下通孔切换阀开到通孔关闭状态（阀门手柄与滤板平行为过滤状态，垂直为清洗状态）。打开清洗液进入板框的进出阀门（板框前两个进口阀，板

8、框后一个出口阀）。此时，压力表指示清洗压力，清液出口流出清洗液。清洗液速度比同压力下过滤速度小很多。清洗液流动约1min，可观察混浊变化判断结束。一般物料可不进行清洗过程。结束清洗过程，也是关闭清洗液进出板框的阀门，关闭