恒压过滤参数的测定VIP专享VIP免费

实验二恒压过滤参数的测定一、实验目的1、在一定真空度下进行恒压过滤，测定其过滤常数K、qe、θe。2、改变压强重复上述操作，测定压缩性指数s和物料特性常数k。3、掌握上述恒压过滤常数的测定方法，加深对过滤操作中各影响因素的理解。二、实验原理过滤是将悬浮液中的固液两相有效地进行分离的一种常用的单元操作。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。因此，过滤在本质上是流体通过颗粒层的流动，所不同的仅仅是固体颗粒层厚度随着时间的延长而增加，因而在过滤压差不变的情况下，单位时间得到的滤液量也在不断下降，即过滤速度不断降低。单位时间透过单位过滤面积的滤液量成为过滤速度：式中：A——过滤面积，㎡；——过滤时间，s；V——透过过滤介质的滤液体积量，m3；dVdquAdddq——过滤速度，m/s；d影响过滤速度的主要因素有压强差Δp，滤饼厚度L，滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温度等。dVA2P1S过滤基本方程式的一般形式是：dr(VVe)其中：r——滤饼比阻，1/㎡；r——单位压强差下滤饼的比阻，1/㎡；s——滤饼的压缩指数，无因次；υ——滤饼体积与相应的滤液体积之比，无因次；V——滤液量，㎡；Ve——虚拟滤液量，㎡；恒压过滤时，对上式积分可得：qqeKe2其中：q——单位滤饼面积的滤液量，q=V/A，m3/m2；——过滤时间，s；qe、e——介质常数，反映过滤介质阻力大小；K——滤饼常数，由物料特性及过滤压差所决定的常数。K2kP1S，其中k1μr将qqeKe微分2dd22代替，在过滤面积A上对qqe,以dqdqKKq待测的悬浮液料将进行恒压试验，测出一系列时刻的累计滤液量V，并由此计算一些列q，得到相应的与q之值，在直角坐标系中绘与q间的函数关系，可得一直线，由直q线的斜率和截距可求得K和qe。改变实验所用过滤压差P，可测得不同的K值，由K值的定义式两边取对数得：lgK(1S)lg(P)lg(2k)当k为常数时,在对数坐标上标绘的K与P应是一条直线、斜率为（1-s），由此可得滤饼的压缩指数s，然后可求得其他物料特性常数。三、实验装置与流程本实验装置由真空吸滤器、滤浆槽、搅拌浆、计量筒、缓冲罐及真空泵等组成。流程如下：滤浆在滤浆槽中经搅拌均匀后，在一定真空度下，经过真空吸滤器，清夜进入计量筒，固相被留在吸滤器上逐渐生成滤饼，用秒表计时，定时读取计量筒的液位，并记录。四、实验步骤1、熟悉实验装置流程；2、实验开始时，采用小的过滤压强差进行恒压过滤实验；3、以计量瓶中开始见到清液的时刻作为恒压过滤的零时刻。然后用秒表计时，定时读取计量瓶的液位值，并记录；4、改变压强差，重复3步。五、实验数据记录过滤面积口径㎝,过滤面积A=㎡。实验序号过滤压强差Δp×10-5Pa单位面积滤液量q×102m3/m201.32.63.95.26.57.89.110.411.713.0ⅠⅡ过滤时间/sⅢ实验数据：2q×10m3/m22Δq×10m3/m22q’×10m3/m2s×qq10s/m-2实验Ⅰ01.32.63.95.26.57.89.110.411.7实验Ⅱ01.32.63.95.26.57.89.110.411.7实验Ⅲ1.32.63.95.26.57.89.110.411.713.0注：q’为Δq的中点。实验结果：实验序号过滤压强差Δp×10-5Pa斜率2K截距2qeKs/㎡s/mK㎡/sqem3/m2esⅠⅡⅢ六、思考题1、在恒压过滤过程中，初始阶段为何不采取恒压过滤操作？2、当操作压强增加一倍，其K值是否也增加一倍？要得到同样的过滤液，其过滤时间是否缩短了一半？3、如果过滤黏度太大，用什么方法可以提高过滤速度？