1、實(shí) 驗(yàn) 五過(guò) 濾 實(shí) 驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獍蹇蜻^(guò)濾機(jī)的構(gòu)造、流程和操作方法。測(cè)定某一壓力下過(guò)濾分內(nèi)工程中的過(guò)濾常熟K、qe、T e值，增進(jìn)對(duì)過(guò)濾理論的理解。測(cè)定洗滌速率與最終過(guò)濾速率間的關(guān)系。2實(shí)驗(yàn)原理過(guò)濾是以某種多孔物質(zhì)為介質(zhì)，在外力的作用下，使懸浮液中的連續(xù)相液體通過(guò)介質(zhì)的孔道，分散相固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實(shí)現(xiàn)固/液分離的操作。液體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)和濾餅空隙的流動(dòng)是流體經(jīng)過(guò)固定床流動(dòng)的一種具體情況，但過(guò)濾操作中的床層厚度不斷增加， 在一定壓差下，濾液通過(guò)床層的速率隨過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)而減小，即過(guò)濾操作不屬于定態(tài)過(guò)程。在恒壓過(guò)濾時(shí)，由于濾餅的增厚， 過(guò)濾速率將隨過(guò)濾時(shí)間的增加而降低。對(duì)濾餅的洗滌過(guò)

2、程，由于濾餅厚度不再增加，壓差與速率的關(guān)系與固定床相同。 恒壓過(guò)濾方程：Ve2KA2V:在時(shí)間內(nèi)獲得的濾液量，m3Ve：形成濾布阻力的一層濾渣時(shí)得到的濾液量,A :過(guò)濾面積，m2K :過(guò)濾常數(shù)，m2 /s:過(guò)濾時(shí)間，se：相當(dāng)于得到濾液 Ve的過(guò)濾時(shí)間，S即虛擬濾液體積，m3上式兩邊除以A2得2q qe Keq -單位過(guò)濾面積的濾液量Aqe，單位過(guò)濾面積上的當(dāng)A測(cè)定 K、qe、T e：量濾液量,測(cè)與一系列的At'A q值，然后以At /q為縱坐標(biāo)，以q為橫坐標(biāo)作圖，即可以得到一條斜率為，截距為q的直線，則可以算出KKK、qe的值；再以q=0, t =0代入式子q qe，便可以求出Te。

3、測(cè)定洗滌速率與最終過(guò)濾速率 洗滌速率:dVVwVw :洗液量，m3:洗滌時(shí)間,最終過(guò)濾速率：dVKA2K丁 e 2 V Ve2 q qeV:整個(gè)過(guò)濾時(shí)間內(nèi)所得的濾液總量， m3q :整個(gè)過(guò)濾時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位過(guò)濾面積所得的濾液總量，m3/m23實(shí)驗(yàn)流程圖1實(shí)驗(yàn)裝置流程圖1空氣壓縮機(jī)；2 配漿槽；3壓力表；4貯漿罐；5洗水罐；6 板框壓濾機(jī)；7計(jì) 量桶；8壓縮空氣進(jìn)氣閥；9空氣過(guò)濾減壓閥；10進(jìn)漿閥；11、12 壓縮空氣進(jìn)口閥；13進(jìn)水閥；14安全閥；15 洗水進(jìn)口閥；16濾漿進(jìn)口閥；17 濾液出口閥；18 濾漿 出口閥4實(shí)驗(yàn)步驟將碳酸鎂在儲(chǔ)漿槽中加水配制成的懸浮液作濾漿,并在啟動(dòng)空壓機(jī)前不停地?cái)嚢?/p>

4、，防止固體沉淀；按板、框的鈕數(shù)為1 2- 3 2 1 2 -3 2- 1的順序排列號(hào)板框過(guò)濾機(jī)。將濾布復(fù)在號(hào)板框兩側(cè)，使其表面平整，然后用壓緊螺桿壓緊板和框；啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，第一次控制壓力在；將計(jì)量筒放置在濾液出口出，記錄液面的初始讀數(shù)，準(zhǔn)備好秒表；關(guān)閉洗水閥，打開(kāi)濾液出口閥，開(kāi)啟濾漿進(jìn)口旋塞，當(dāng)有濾液連續(xù)流出時(shí)開(kāi)始記錄時(shí)間， 計(jì)量筒中液面每上升 3cm記錄一次時(shí)間。記錄時(shí)兩人用秒表同時(shí)間隔記錄；當(dāng)流出的濾液呈細(xì)線狀流出時(shí)，貝U過(guò)濾已完畢，停止計(jì)時(shí)，關(guān)閉進(jìn)口旋塞；關(guān)閉進(jìn)水閥，濾液出口閥，開(kāi)洗水進(jìn)口閥進(jìn)行洗滌。洗水從濾液出口處流出時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)， 每上升3cm記錄一次時(shí)間，記錄兩組數(shù)據(jù)即可。洗滌完畢

5、后，關(guān)閉洗水進(jìn)口閥等閥門(mén)，清洗濾布，重新安裝，調(diào)節(jié)壓力在，按上述操作再 進(jìn)行另一次實(shí)驗(yàn)。5數(shù)據(jù)處理過(guò)濾機(jī)類型：板框過(guò)濾機(jī)濾框個(gè)數(shù)：8濾布種類：帆布濾框尺寸：170 x 170mm2過(guò)濾總面積S= 0.191m濾漿名稱：碳酸鎂懸浮液%溫度：26.2攝氏度表1實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表過(guò)濾壓 力(MPa)表壓A =0.191m2序號(hào)藝 h(mm) h(mm)藝 V(m3) V(m3) t(s)q(m3/m 2)13030260306390308 |412030515030 J61803015 |721030824030 J92703010300301133030 123603013390301442030

6、 |1545030 J16480301751030185403019570302060030序號(hào)洗水里（ml）洗滌時(shí)間（s）1 6752 675表2的實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表過(guò)濾壓力(MPa)(表壓)A =0.191m2序號(hào)藝 h(mm) h(mm)藝 V(m3) V(m3)q(m3/m2)t (S)130:30260303903041203051503061803072103082403011927030103003011330301236030133903014420:301545030164803017510:3018540301957030206003021630302266030洗水量(m

7、l)洗滌時(shí)間(s)675675表3數(shù)據(jù)整理表(MPa)表壓(MPa)q(m3/m2)32 q(m-/m ) t / q(s/m)q(m-/m2) q(m% 2) t / q(s/m)(（注意：表中的點(diǎn)已經(jīng)經(jīng)過(guò)篩選；其中刪去最后兩點(diǎn)，刪去最后5點(diǎn)）ts/m12000*y = 153481X +10000R/80006000/40002000X1L11100q (m3/m2)圖2下過(guò)濾q圖qts/mq (m3/m2)圖3下過(guò)濾q圖q表3數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果表過(guò)濾壓力K(m2/s)x 10-5x 10-5qe(m3/m2)x 10-3T e(S)dV 廠Ex 10-5x 10-5dVx 10-6x 10-6

8、dWdVdWdVdEV = h ?1502 /10000003015 15/100000.675 Lq AV 0.675/10000.191320.0035340 m / m在0.08 MPa的實(shí)驗(yàn)中 q4.801358 .234295 s / m0.0035340在0.08 MPa的 q圖直線方程為q653.22153481 qqqedV2/1534811.3030910 5 m2截距2 qe "K"/sK/2653.22/153481q q94.26 10 m3/m2(4.26 10-3)21.39s1.3030910KA1.3030910 50.1911.660520

9、.070684.26 102q10 5qe計(jì)算過(guò)程舉例：dVWdV9.21710 61.6600510 50.555(6.75106.75 10) /29.2171062.4688.56dV6結(jié)果討論(1) 從表1、圖2的數(shù)據(jù)可以看出，在同一壓力的恒壓過(guò)濾中，得到相同濾液 量的時(shí)間間隔隨過(guò)濾的進(jìn)行而不斷增加；又從表 2、圖3數(shù)據(jù)中得出，同一壓力 下，At / q隨過(guò)濾時(shí)間的增加而增大。表明了過(guò)濾速度dq/d t隨過(guò)濾時(shí)間的增加而降低。這是由于在恒壓過(guò)濾過(guò)程中，由于過(guò)濾壓力和過(guò)濾介質(zhì)阻力都不變， 影響過(guò)濾速度的主要因素是濾餅阻力。 濾餅會(huì)隨著過(guò)濾的進(jìn)行而增厚， 從而使濾 餅阻力的不斷增加，最終導(dǎo)

10、致了過(guò)濾速度隨過(guò)濾時(shí)間的降低。（2）從表 1、表 2 的數(shù)據(jù)可以得出，不同的過(guò)濾壓力下，得到同體積濾液量的 過(guò)濾時(shí)間不相同， 而且，過(guò)濾壓力較大其過(guò)濾相同濾液量的時(shí)間較小， 也就是其 過(guò)濾速率較大。從圖 2和圖 3的比較中也可以發(fā)現(xiàn)，圖 3直線的傾斜要比圖 2 直線的傾斜度要小。 表明了過(guò)濾速率隨過(guò)濾推動(dòng)力的增加而增加。 過(guò)濾推動(dòng)力是 影響過(guò)濾速率的因素之一。 兩次實(shí)驗(yàn)的過(guò)濾介質(zhì)均為碳酸鎂懸浮液， 單位厚度濾 餅層的阻力可以看作為恒定， 兩次實(shí)驗(yàn)濾餅阻力的增加速率可以看作相等， 即兩 次實(shí)驗(yàn)只改變了過(guò)濾壓力這一因素。 所以得出過(guò)濾壓力越大， 過(guò)濾速率也會(huì)越大。（3）但是在數(shù)據(jù)計(jì)算表中，的洗滌速

11、度大于的洗滌速度，與理論有所不同， 造成這樣的原因可能是在實(shí)驗(yàn)測(cè)量的時(shí)候， 壓力不能保持在誤差的范圍之內(nèi)， 即 在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中， 壓力擺動(dòng)太大， 而造成引入過(guò)大的誤差， 這樣使得所得的數(shù)據(jù) 有明顯的波動(dòng)性，以及會(huì)出現(xiàn)不符合實(shí)際的結(jié)果。雖然在處理數(shù)據(jù)的時(shí)候已經(jīng)將部分偏離太大的點(diǎn)除去， 但仍然造成對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié) 果以及討論的影響。（4）從表 3 數(shù)據(jù)可知，兩次實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的洗滌速率和最終過(guò)濾速率的比值分別 為和。理論上， 當(dāng)洗滌時(shí)與過(guò)濾時(shí)的壓力相同時(shí)， 洗滌速率應(yīng)為最終過(guò)濾速率的 1/4 ，所以本實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)存在較大誤差。誤差分別為 %以及% 主要原因是實(shí)驗(yàn) 過(guò)程中由于在后面所得的數(shù)據(jù)已經(jīng)開(kāi)始不在線性范

12、圍之內(nèi)， 而處理數(shù)據(jù)的時(shí)候并 沒(méi)有很精細(xì)地將這些點(diǎn)排除， 從而導(dǎo)致所得的數(shù)據(jù)誤差很大， 當(dāng)然誤差原因還 可能有另外兩方面：人為操作不當(dāng)。除討論（3）提到的操作不當(dāng)之外，還有 在板框安裝時(shí)， 濾布沒(méi)有扯平， 板框沒(méi)有壓緊， 而且操作時(shí)對(duì)過(guò)濾終了時(shí)間的判 定也有一定的難度； 儀器本身缺陷。 板框過(guò)濾機(jī)的其中一個(gè)缺點(diǎn)便是濾餅洗滌 慢、不均勻，這將會(huì)影響洗滌速率的計(jì)算結(jié)果。另外，濾布磨損嚴(yán)重也是一個(gè)重 要的原因。7 思考題（1）影響過(guò)濾速率的因素有哪些？答：影響過(guò)濾速率的因素有：過(guò)濾推動(dòng)力、過(guò)濾阻力過(guò)濾速率與兩者的關(guān)系為:dV _ A p1 s dr(v石32，由此可得，影響過(guò)濾的因素有sa2 1A過(guò)濾面積s壓縮指數(shù)a比表面積v單位濾液所得體積£空隙率 P兩邊壓差(2) q取大些好還是取小些好？同一次實(shí)驗(yàn)， q取的值不同，得出的K、qe 值會(huì)否不同？答：q取的大，則實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性便會(huì)相對(duì)較低；若取的小，則容易引起誤 差。所