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1、一、实验目的1.熟悉板框压滤机的构造和操作方法。2.通过恒压过滤实验，验证过滤棊木理论。3.学会测定过滤常数K、qc、％及压缩性指数s的方法。4.了解过滤压力对过滤速率的影响。5.学会有关测量与控制仪表的使用方法。二、基本原理过滤是以某种多孔物质作为介质來处理悬浮液的操作。在外力的作用下，悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截流下來，从而实现固液分离，因此，过滤操作本质上是流休通过固体颗粒床层的流动，所不同的是这个固体颗粒层的厚度随看过滤过程的进行而不断增加，故在恒压过滤操作中，英过滤速率不断降低。影响过滤速度的主要因素除压强差Ap,滤饼厚度L外，还冇滤饼和悬浮
2、液的性质，悬浮液温度，过滤介质的阻力等，故难以用流体力学的方法处理。比较过滤过程与流体经过固定床的流动可知：过滤速度即为流体通过固定床的表现速度同时，流体在细小颗粒构成的滤饼空隙中的流动属于低雷诺数范围，因此，可利川流体通过固定床压降的简化模型，寻求滤液量与时间的关系，运用层流时泊唆叶公式不难推导出过滤速度计算式：(1)K'/(I一£尸匹式小，Ap——过滤的压强差，Pa；K，——康采尼系数，层流时，K=5.0；£床层的空隙率，m3/m3:过滤粘度，Pa.s；a颗粒的比表面积，m2/m5；u过滤速度，m/s；L——床层厚度，mo由此可以导111.过滤基本方程式:式中，
3、V——滤液体积，m3T—过滤时间，s；A过滤面积，m2；S——滤饼压缩性指数，无因次。一般情况卜：S=0〜1,对于不可压缩滤饼，S=0；R——滤饼比阻，l/m・r=5.0a2(l-e)2/e3r'——单位压差下的比阻，l/n?v——滤饼体积与相应的滤液体积之比，无因次；Ve——虚拟滤液体积，m3在恒压过滤时，对(2)式积分可得：式中，q——单位过滤面积的滤液体积，m3/m2；qe——单位过滤面积的虚拟滤液体积，n?/n?；Te——虚拟过滤时间，S；K—滤饼常数，由物理特性及过滤压差所决定，m2/sK,qe,G三者总称为过滤常数。利用恒压过滤方程进行计算时，必须首先需
4、要知道人仏抵它们只冇通过实验才能确定。对上式微分得：、2(q+qe)dq=Kdvdr22>矿丹严J该式表明以ck/dq为纵朋标，以q为横处标作图可得一直线，直线斜率为2/K,截距为2qc/Ko在实验测定屮，为便于计算，可用增蜃人替代，把上式改写成Ar22一=一q+—q«qKKe在怛压条件下，用秒表和量筒分别测定一系列时间间隔及对应的滤液体积，由此算出一系列在直角处标系屮绘制的函数关系，得一直线。由直线的斜率和截距便可求出K和qe,再根据ie=qe/K,求illTeo三、实验装置与流程四、实验步骤（1）打开总电源空气开关，打开仪表电源开关，关闭所有手动阀门。（2）配
5、制含CaCO38%~13%（质量）的水悬浮液。（3）开启空压机，打开阀3,阀4,将压缩空气通入配料水槽，使CaCO3悬浮液搅拌均匀。搅拌示，关闭刚才开启的阀门。（4）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，先慢慢转动手轮使板框合上，然示再圧紧）。（5）关闭阀2,在压力料槽排气阀16打开的情况下，打开阀4、阀6,使料浆自动由配料桶流入压力槽至1/2〜1/3处，关闭阀4,阀6。（6）通压缩空气至压力贮槽，使容器内料浆不断搅拌。圧力料槽的排气阀要不断缓缓排气,但乂不能喷浆。至浑浊时停止。（7）打开1#电磁阀，打开阀2,阀5,阀7,阀10,阀12
6、,阀14,开始实验。（8）手动实验：每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时刻作为开始时刻。每20秒记录一次△V变化量。测量8〜10个数据即可停止过滤。（9）切换气路，压力稳定后重复过滤实验。（10）实验完毕关闭阀2,阀4,打开阀4,阀6,将压力料槽的悬浮液压回配料桶。（11）打开板松，观察滤饼形状，用过滤出来的清水洗涤滤布，将水倒回料液槽供下次试验用。（12）关闭空气压缩机电源，关闭仪表电源。五、数据记录与处理1、过滤面积计算：实验已知：每个框过滤面积0.038m2,框数2个/.A=2x2x0.038=0」52n?表（一）滤液量数据记录时间（S）低压API中圧AP2高压
7、ZXP3滤液量/Kg滤液体积V/m5滤液体积增fiAV/tn滤液体积V/m滤液体积增SAV/m3滤液体枳VIm滤液体积增量ZXV/201.2311.231*1(7’1.231*10“3.0223.022*10-33.022*l(y'2.2192.219*10“2.219*W3402.4652.465*10"1.234*10"6.0016.001*10"2.979*10"4.3564.356*10"2.137*10“603.4753.475*10“1.010*10叨&6258.625*10“2.624*W36.1406.140*1031.784*10-3804.4
