化工原理实验恒压过滤

1 浙江科技学院 实验报告 课程名称： 化 工 原 理 实验名称： 恒压过滤常数测定实验 学 院： 生物与化学工程学院 专 业 班： 化学工程与工艺111 姓 名： 王建福 学 号： 5110420006 同组人员： 杨眯眯 张涛 实验时间: 2013 年 11 月 14 日 指导教师： 诸 爱 士 2 3 一、实验课程名称：化工原理 二、实验项目名称：恒压过滤常数测定实验 三、实验目的和要求： 1.熟悉板框压滤机的构造和操作方法； 2.通过实验,验证过滤基本原理； 3.学会测定过滤常数K、 qe、 τe及压缩性指数S 的方法； 4.了解操作压力对过滤速率的影响。 四、实验内容和原理 实验内容：测定时间与滤液量的变化关系，绘制相关图表，求出过滤常数K 及压缩性指数S。 实验原理：过滤是以某种多孔物质作为介质来处理悬浮液的操作。在外力作用下，悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截留下来，从而实现固液分离。过滤操作中，随着过滤过程的进行，固体颗粒层的厚度不断增加，故在恒压过滤操作中，过滤速率不断降低。 影响过滤速率的主要因素除压强差、滤饼厚度外，还有滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温度，过滤介质的阻力等，在低雷诺数范围内，过滤速率计算式为： LpaKu223')1(1 (1) u：过滤速度，m/s K’：康采尼常数，层流时，K’＝ 5.0 ε：床层空隙率，m3/m3 μ：滤液粘度，Pas a：颗粒的比表面积，m2/m3 △ p：过滤的压强差，Pa L：床层厚度，m 恒压过滤时，令k=1/μr’v， K=2k△ p1-s， q=V/A， qe=Ve/A，对(2)式积分得： (q+qe)2=K(τ+τe) (3) K、 q、 qe 三者总称为过滤常数，由实验测定。 对（3）式微分得： 2(q+qe)dq=Kdτ eqKqKdqd22 (4) 用△τ/△ q 代替dτ/dq， 在恒压条件下，用秒表和量筒分别测定一系列时间间隔△τi， 和对应的滤液体积△Vi，可计算出一系列△τi、△qi、 qi，在直角坐标系中绘制△τ/△ q～ q 的函数关系，得一直线，斜率为2/K，截距为2qe/K，可求得K 和 qe，再根据τe=qe2/K，可得τe。 改变过滤压差△p，可测得不同的K 值，由K 的定义式两边取对数得： lgK=(1-S)lg(△ p)+lg(2k) (5) 在实验压差范围内，若k 为常数，则lgK～ lg(△ p)的关系在直角坐标上应是一条直线，斜率为(1-S)，可得滤饼压缩性指数S，进而确定物料特性常数k。 4 五、主要仪器设备 实验装置如图 1 所示： 图 1 板框压滤机过滤流程 1-可...