过滤实验实验报告Word文档格式.docx
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在低雷诺数下,可用康采尼(Kozeny)的计算式,即:
LKaddqu1)1(223对于不可压缩的滤饼,由上式可以导出过滤速度的计算式为:
)
(2)(eeqqKqqrvddq式中:
qe=Ve/A,Ve为形成与过滤介质阻力相等的滤饼层所得的滤液量m3;
r为滤饼的比阻1/m2;
v为单位体积滤液所得到的滤饼的体积m3/m3;
mu;
为滤液的粘度Pamiddot;
s;
K为过滤常数m2/s。
在恒压差过滤时,上述微分方程积分后可得:
q2+2qqe=Ktau;
。
由上述方程可计算在过滤设备、过滤条件一定时,过滤一定滤液量所需要的时间或者在过滤时间、过滤条件一定是为了完成一定生产任务,所需要的过滤设备大小。
在利用上述方程计算时,需要知道K、qe等常数,而K、qe常数只有通过实验才能测定。
在用实验方法测定过滤常数时,需将上述方程变换成如下形式:
eqKqKq21因此,实验时只要维持操作压强恒定,计取过滤时间和相应的滤液量以tau;
/q~q作图得直线。
读取直线斜率1/K和截距2qe/K值,进而计算K和qe的值。
若在恒压过滤的时间内已通过单位过滤面的滤液q1,则在tau;
1和tau;
2及q1至q2范围内将上述微积分方程积分整理后得:
)
(2)(11111eqqKqqKqq上述表明q-q1和(tau;
-tau;
1)/(q-q1)为线性关系,从而能方便地求出过滤常数K和qe。
三、实验装置和流程
1、装置实验装置由配料桶、供料泵、圆形过滤机、过滤机量筒及空气压缩机等组成。
可进行过滤、洗涤和吹干三项操作过程。
碳酸钙(CaCO3)或碳酸镁(MgCO3)的悬浮液在配料桶内配制成一定浓度后,为阻止沉淀,料液有供料泵管路循环。
配料桶中用压缩空气搅拌,浆液经过过滤机过滤后,滤液流入计量筒。
过滤完毕后,亦可用洗涤水洗涤和压缩空气吹干。
2、实验流程本实验的流程如下图所示。
图中给出了两套装置的流程。
四、实验操作步骤及要点
1、正确安装滤器,防止泄露2、检查料液阀、恒压阀、排气阀是否关闭。
记录清液槽液位初值。
3、通过料液阀维持缓冲罐中一定液位。
4、排气(用容器在排气口挡一下)。
5、一旦有清液流出,立即开始计时。
6、排气结束,打开恒压阀,开始恒压过滤。
记录此刻清液槽液位并秒表交替计时一次。
此后,液位每上升一定高度记录一次液位值并秒表交替记录一次。
7、当清液流量很小时,实验结束。
8、关闭料液阀,关闭恒压阀,打开排气阀减压。
9、回收滤饼,清洗滤器。
五、实验数据记录
过滤物系:
轻质碳酸钙圆板过滤器直径:
内径150mm过滤操作压强:
0.07MPa
序号时间间隔(s)间隔中的滤液量
(mL)
1(恒压前)
8.5366021056031042041037051030061032071022681023491020__
101018011101901210184131017014101761510170161016217101601810140191013820101382110148
221012623101202410100251096261090271092
六、实验数据处理
序号时间间隔Delta;
tau;
(s)间隔滤液量Delta;
V(m3)△q
m3/m2
累积滤液量V(m3)累积q
m3
/m2
累积时间tau;
(s)(tau;
1)∕(q-q1)
(q-q1)
m3
/m2
18.530.000660.03737
0.00066
0.03737
8.53
2100.000560.03171
0.00122
0.06907
18.53315.40179
0.03171
3100.000420.02378
0.00164
0.09285
28.53360.45919
0.05548
4100.000370.02095
0.00201
0.11380
38.53392.50000
0.07643
5100.00030.01699
0.00231
0.13079
48.53428.18182
0.09342
6100.000320.01812
0.00263
0.14890
58.53448.28680
0.11154
7100.0002260.01280
0.00286
0.16170
68.53482.58197
0.12433
8100.0002340.01325
0.00309
0.17495
78.53508.79630
0.13758
9100.00020.01132
0.00329
0.18627
88.53537.26236
10100.000180.09
0.00347
0.19646
98.53565.70285
0.15909
11100.000190.01076
0.00366
0.20722
108.53588.75000
0.16985
12100.0001840.01042
0.00384
0.21764
118.53610.19944
0.18027
13100.000170.00962
0.00401
0.22726
128.53631.93202
0.18989
14100.0001760.00996
0.00419
0.23723
138.53650.46034
0.19986
15100.000170.00962
0.00436
0.24685
148.53668.31081
0.20948
16100.0001620.00917
0.00452
0.25602
158.53686.01114
0.21866
17100.000160.00906
0.00468
0.26508
168.53702.63551
0.22771
18100.000140.00793
0.00482
0.27301
178.53721.43801
0.23564
19100.0001380.00781
0.00496
0.28082
188.53739.36047
0.24345
20100.0001380.00781
0.00510
0.28863
198.53756.16832
0.25127
21100.0001480.00838
0.00525
0.29701
208.53770.27911
0.25965
22100.0001260.00713
0.00537
0.30415
218.53787.16575
0.26678
23100.000120.00679
0.00549
0.31094
228.53804.17012
0.27357
24100.00010.00566
0.00559
0.31660
238.53823.67701
0.27924
25100.0000960.00544
0.00569
0.32204
248.53843.07876
0.28467
26100.000090.00510
0.00578
0.32713
258.53862.76378
0.28977
27100.0000920.00521
0.00587
0.33234
268.53881.42994
0.29498
解:
间隔滤液量Delta;
V=0.66divide;
1000=0.00066m3
q=AV=215.
0785.
000066.
0=0.0373723/mm
累积滤液量32100122.
000066.
000056.
0mVVV
累积2321/06908.
003171.
003737.
0qqqmm
=8.53+10=18.53s
11qq=03171.
010=315.358
q-q1=0.06907-0.03737=0.0317123/mm
七、实验结果与分析
1.将表中数据描点,根据直线的斜率和截距求出K和qe,并写出恒压过滤方程。
由作图可知,直线的斜率和截距分别为1971和205.6,即K1=19712/ms,)(21qqKe=205.6s/m。
得K=-41007.
5sm/2,23e/015.
0qmm
求得恒压过滤方程为:
6.
205q-q1971q-q-111)
(2、用最小二乘法求斜率和截距并求出K和eq,与图解求出的比较。
答:
设_y
则=]_)[(]y)[(22)
(平均平均平均平均平均___y=1971
=平均平均_-y=205.6
K=sm/1007.
524-
3、本实验如何洗涤滤饼?
答:
采用横穿洗涤法,洗涤液穿过两层滤布及整个厚度的滤饼,流径长度约为过滤终时滤液流动路径的两倍,而洗涤液流通的面积又仅为过滤面积的一半。
4、本实验如何吹干滤饼?
随着过滤时间的增加,被截留在滤网上的固体杂质越来越多,使滤饼厚度不断增加,
这样过滤阻力增大,罐内压力升高,当压力升到一定值时需要排渣,停止向灌内输
入待滤液并将压缩空气经溢流管吹入罐内,将罐内待滤液压入另一台过滤机或其他容
器内,并吹干滤饼。
5、在本实验的装置上如何测定滤饼的压缩指数s和物料特性常数k?
改变实验所用的过滤压差△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)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,直线的斜率为(1-s),可得滤饼压缩性指数s,由截矩可得物料特性常数k。
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