文档介绍：实验三过滤实验
一、实验目的
。
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,确定恒压过滤方程。
二、实验原理
过滤是一种能将固体物截流而让流体通过的多孔介质,将固体物从液体或气体中分离出来的过程。因此过滤在本质上是流体通过固体颗粒层的流动。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增加。因此在势能差变的情况下,单位时间通过过滤介质的液体量也在不断下降,即过滤速度不断降低。过滤速度的定义是单位时间、单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量,即:,式中代表过滤面积,代表过滤时间,代表滤液量。
影响过滤速度的主要因素除势能差、滤饼厚度外,还有滤饼和悬浮液(含有固体粒子的流体)性质、悬浮液温度、过滤介质的阻力等,故难以用严格的流体力学方法处理。
比较过滤过程与流体经过固定床的流动可知:过滤速度,即为流体经过固定床的表观速度。同时,液体在细小颗粒构成的滤饼空隙中的流动属于低雷诺范围。因此,可利用流体通过固体床压降的简化数学模型,寻求滤液与时间的关系。在低雷诺数下,可用康采尼(Kozeny)的计算式,即:
对于不可压缩的滤饼,由上式可以导出过滤速率的计算式为:
式中:, 为形成与过滤介质阻力相等的滤饼层所得的滤液量;为滤饼的比阻;为单位体积滤液所得到的滤饼的体积;为滤液的粘度; 为过滤常数。
在恒压差过滤时,上述微分方程积分后可得:。
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、过滤条件一定时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、等常数,而、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:
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作图得直线。读取直线斜率和截距,求取常数和的值。或者将和的数据用最小二乘法求取和值,进而计算和的值。
若在恒压过滤的时间内已通过单位过滤面的滤液,则在至及至范围内将上述微积分方程积分整理后得:
上述表明和为线性关系,从而能方便地求出过滤常数和。
用最小二乘法回归直线方程时,设回归方程为,则
,
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、滤液计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()或碳酸镁()的悬浮液在配料桶内配制成一定浓度后,为阻止沉淀,料液由供料泵管路循环。配料桶中用压缩空气搅拌,浆液经过滤机过滤后,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。

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
,其量约占料桶的2/3 左右,(约10%,wt)。

,桶内表压强控制在,不能超过料桶承受的压强。
3. 滤布在装上之前要先用水浸湿。
4. 实验操作前,应先让供料泵通过循环管路,循环操作一段时间,过滤时也要保证料液循环。结束后,应关闭料桶上的出料阀,打开旁路上清水管路清洗供料泵,以防止在泵体内沉积。
5. 实验初始阶段不是恒压操作。因此可采用二只秒表交替计时