正交试验法在过滤研究实验中的应用实验讲义

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1、正交试验法在过滤研究实验屮的应用实验讲义一、实验目的1.掌握恒压过滤常数火、qe,e,的测定方法，加深对、qe>Be的概念和影响因素的理解。2.学习滤饼的压缩性桁数S和物料常数（的测定方法。3.学4$—类关系的实验确定方法。4.学>』川正交试验法来安排实验，达到最人限度地减小实验工作量的H的。5.学习对正交试验法的实验结果进行科学的分析，分析出每个W素重要性的大小，指出试验指标随各因素变化的趋势，了解适宜操作条件的确定方法。二、实验原理1.択压过滤常数火、qe,的测定方法过滤是利用过滤介质进行液一固系统的分离过程，过滤介质通常

2、采用带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固体颗粒的悬浮液在一记压力的作川下液体通过过滤介质，阀体颗粒被截留在介质表面上，从而使液阀两相分离。在过滤过程中，山于岡体颗粒不断地被截留在介质表面上，滤饼厚度增加，液体流过岡体颗粒之叫的孔道加长，而使流体流动肌力增加。故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降。随着过滤进行，若得到相同的滤液量，则过滤吋间增加。恒压过滤方程(q+t/t)2=/C(G+0c)式中：q—单位过滤面积荻得的滤液体积，iw/iw;32qe—单位过滤面积上的虚拟滤液体积，m/me—实际过滤时间，s;心一虚拟过滤

3、时间，s;K一过滤常数，m/s。将式（3-1）进行微分可得：这是一个直线方程式,丁•普迎喵标上标绘关系，可得直线。其斜率为，截觀,2'3!qe,从而求出尺、r/＜，。至于川*巾下式求出：qe2=K0e当各数据点的吋间M隔不人吋，可川增fi之比來代W。dqAq在本实验装S屮，若在计:虽:瓶屮收集的滤液:虽:达到100ml时作为忻压过滤时间的零点。那么，在此之前从真空吸滤器出口到计景瓶之间的管线屮己冇的滤液再加上计景瓶屮100ml滤液，这两部分滤液可视为常虽（用q'表示），这些滤液对应的滤饼视为过滤介质以外的另一层过滤介质。在整理

4、数据时，应考虑进去，则方程式（3-2）变为：V"q=—（芥食V为200ml）A过滤常数的定义式：K=2kAp/-s两边取对数lgA：=（1-5）lgA/?+lg（2々）（3-5）Wk=7,=常数，故K与的关系在对数平标上标绘时应是一条H线，直线的斜率为grvl-.v,由此nJ得滤饼的压缩性指数5，然后代入式（3-4）求物料特性常数々。三、实验装置与流程*爾，1011JJ101碥脈开;mioiM搅拌器V1D1D1O1—滤浆梢D102——滤液计量罐D1O3——缓冲罐P1O1——真空泵V1O1——进液阀V102——放液阀VI03——

5、进气阀VI04——放气阀VI05——气体调节阀四、实验步骤•设计正交表1.单击软件卜*方功能钮中“配S正交表”，按照白己的需要选择一种正交表。2.根据提示，设计所选择的正交表，单击“配置完成”按钮，即可设计完成，按下“确定”按钮。再按“关闭”按钮，回到软件界ifii。•配置操作条件1.单击“数椐处理”按钮，可弹出没计好的正交表。2.切换到“实验数据”界而，中.击“数裾复位”按钮，将当前数据复位。（第一次实验可不用此操作）。3.在“实验数据”中，单击“笫x组实验”巾的绿色数字，输入要进行实验的实验号。4.单击“配置正交表”或“数

6、据处理”，弹出数裾处理表格，点击下方的“杏看正交表”按钮，可查养配S好的正交表。5.按照表中的水平，点击“因素和水平’’功能钮，配置好“減浆浓度”和“压强差”两个因索，及单击选巾字体变成红色即可；而“压强差”和“过滤温度”则要在现场操作中配置。•实验操作1.打开搅拌器电源进行搅拌。（如不搅拌，滤浆浓度将达不到指定位）2.打幵真空泵电源，启动真空泵。3.全幵阀门V105,对缓冲罐D103进行抽真空。4.调节阀门V103丌度，将缓冲罐的压力PI101调节到指定值，伍力表指示力表压-0.03MPa时阀门开度对应26%,-0.04MP

7、a时阀门开度对应18%,-0.05MPa时阀门开度对应13%,-0.06MPa时阀门开度对应8%）。5.打幵加热器电源开关，温度调节到指定疽。（如来20°C则不川加热）6.确定达到当前实验号的操作条件后，打幵阀门V101,丌始抽滤。7.当计量罐的液位在快到50ml时，操作右上角的秒表开始“计时”，液位上升到100ml，萆击“快照”按钮，记录-•次数据，此时软件将数裾自动记录到“实验数裾”画面。如果计时出现错误，可关闭阀门V101,打幵D102的放空阀，放空计量罐，重新抽滤、计时。8.做完该组实验后，关闭阀门V101，停止秒表，

8、将秒表兑位。9.在“实验数裾”界而巾，点击“记录木组数据”按钮，将数据记录到原始数据表中。10.至G“数裾处理”界血屮，检查数裾是否已记录到当前实验兮所对应的行里。H.到“实验数据”截面，点“数据复位”按钮，将实验参数S位，开始准备下-•纟II实验。12.重复配置操作条件和实