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1、序号：35化工原理实验报告实验名称：恒压过滤常数测定实验学院名称：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：09-3姓名：曾学礼学号09402010337指导教师：金谊同组姓名：周链刘翰卿李跃伟湛志华袁水晶日期：2011年10月25日一、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，验证过滤基木原理；3.测定过滤常数K、qe>0；4.了解过滤压力对过滤速率的影响。二、实验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
2、此,过滤操作木质上是流体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着过滤过程的进行而不断壊加，故在恒压过滤操作中，其过滤速率不断降低。dzv(r4-V&)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u。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，可利用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：式中，V——滤液体积，m3t过滤时间，s；A过滤面积，m式屮，Ap——过滤的压强差，Pa；K，——康采尼系数
3、，层流吋，K=5.0；e——床层的空隙率，mW；u过滤粘度，Pa.s；a颗粒的比表面积，m'/rrP；u过滤速度，m/s；L床层厚度，m。由此可以导出过滤基本方程式:；S——滤饼压缩性指数，无I大I次。一般情况下，S=0〜1,对于不可压缩滤饼，s=o；R——滤饼比阻，1/m2,r=5.0a2(1-e)2/e3——单位压差下的比阻，1/n?v——滤饼体积与相应的滤液体积Z比，无因次；Vc虚拟滤液体积，m3在恒压过滤时，对(2)式积分可得：(q+qe)2=K(T+Te)式中，q——单位过滤面积的滤液体积，m'/n?；qe——单
4、位过滤面积的虚拟滤液体积，m'/n?；ie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,s三者总称为过滤常数。利用恒压过滤方程进行计算时，必须首先需要知道K,qe,Te，它们只有通过实验才能确定。对上式微分得：、2(q+qe)dq=Kdzdr22>矿右旷J该式表明以血/dq为纵坐标，以q为横坐标作图可得一直线，直线斜率为2/K,截距为2qc/Ko在实验测定中，为便丁•计算，可用增量△替代，把上式改写成Ar22在恒压条件下，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，由此算岀一系列在直
5、角坐标系中绘制的函数关系，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,求出re。三、实验装置图实验步骤1、关闭所冇手动阀门，开启总电源开关及仪表电源开关。2、称取300gCaC03溶于配料桶小，配制含碳酸钙8%〜13%的水悬浮液。3、料液搅拌：开启空气压缩机，依次打开阀3、2,缓慢打开阀4（以免冲料），将压缩空气通入配料水槽，使CaCO3悬液搅拌均匀。搅拌后，关闭之前打开的所有阀门。4、安装过滤系统：正确装好滤板、滤框及滤布。滤布使用前先用水浸湿。滤布要绑紧，不能起纟刍。先使板框合上，然后再压紧。5
6、、重力灌料：关闭阀2,在压力料槽排气阀16打开的情况下，打开阀4、6,使料浆自动由配料桶流入压力槽至1/2至2/3处，关闭阀4、6o6、压力料槽搅料：打开阀门3、2,缓慢开启阀门6,缓慢通压缩空气至压力料槽,使容器内料浆不断搅拌，阀门16要不断调节，缓缓排气，至混沌时停止通压缩气体，关闭所冇阀门。7、压力料槽稳压：打开1#气路，打开阀2、5、7、10、12、13、14,开始实验。8、开启过滤段阀门，开始计时：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AV变化量。测量8个读数即可停止过滤。（由于实验得
7、到的滤液量比较多，我们采用重量称量，从而算出其体积AV）9、切换气路，压力稳定后重复过滤实验。10、料液回压：实验完关闭阀2,打开阀4、6,将压力料槽的悬浮液压回配料桶。11、清洗滤布：打开板框，观察滤饼的形状，用过滤出来的清水洗涤滤布，将水倒回料液槽供下次实验用。12、关闭空气压缩机电源，关闭仪表电源，打扫卫生。五、实验数据1、原始数据除去桶重，直接得到滤液质量。低压中压高压时间t/s滤液质量m/kg时间t/s滤液质量m/kg时间t/s滤液质量m/kg20—201.567203.71640—40—403.416601.7
8、14601.537603.041801.685801.469802.7441001.6171001.3791002.6581201201202.5641401.6051401402.4271601.5491601.3581602.329180—180—180—2001.5242001.3352002.2
