浙江科技学院

实验报告

   

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. 通过恒压过滤实验,验证过滤基本原理;

3. 学会测定过滤常数K、q_e、τ_e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：

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恒压过滤常数测定实验

1 实验目的

1.1 熟悉板框压滤机的构造和操作方法。

1.2 通过恒压过滤实验，验证过滤基本理论。

1.3 学会测定过滤常数K、qe、τe及压缩性指数s的方法。

1.4 了解过滤压力对过滤速率的影响。

2 基本原理

过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程，即在外力的作用下，悬浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，从而实现固、液分离。因此，过滤操作本质上是流体通过固体颗粒层的流动，而这个固体颗粒层（滤渣层）的厚度随着过滤的进行而不断增加，故在恒压过滤操作中，过滤速度不断降低。

过滤速度 u 定义为单位时间单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量。影响过滤速度的主要因素除过滤推动力（压强差）p，滤饼厚度 L 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。

过滤时滤液流过滤渣和过滤介质的流动过程基本上处在层流流动范围内，因此，可利用流体通过固定床压降的简化模型，寻求滤液量与时间的关系，可得过滤速度计算式：

式中：u —过滤速度，m/s；

V —通过过滤介质的滤液量，m3；

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实验四  板框压滤机过滤常数的测定

一、实验目的

1、了解板框压滤机的结构；

2、掌握板框压滤机的操作方法；

3、掌握恒压过滤条件下过滤常数（K、q_e）的测定方法；

4、掌握采用最小二乘法回归直线方程的方法。

二、实验装置

板框过滤机是常见的间歇式过滤设备，图1为工业生产中常见的几种板框式过滤机。

 

图1 常见的几种板框式过滤机

本试验所用板框过滤机的整套装置由调浆桶、压缩空气系统、板框过滤机和贮液量筒组成。在调浆桶内配制一定浓度的碳酸钙（CaCO₃）悬浮液，启动搅拌装置，维持悬浮液在过滤过程中不发生沉降。用压缩空气将悬浮液送入板框过滤机进行过滤，调节阀门开度以维持恒压过滤时所需要的恒定压力，滤液流入贮液量筒计量，洗涤水由自来水管送至板框压滤机进行洗涤，洗涤水也用贮液量筒计量其液量。实验完毕后，拆卸板框压滤机，将滤框内的滤渣回收。

实验设备如图2示，实验装置实物见图3。

图2  板框过滤实验装置

 

 

图3 过滤实验装置实物图

三、实验设备的性能与主要技术参数

1、本实验装置主要由板框过滤机、空压机、计量槽、压力容器、控制阀等设备组成。

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恒压过滤常数测定实验

一、实验目的

1. 熟悉板框压滤机的构造和操作方法。

2. 通过恒压过滤实验，验证过滤基本理论。

3. 学会测定过滤常数K、qe、τe及压缩性指数s的方法。

4. 了解过滤压力对过滤速率的影响。

二、基本原理

过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程，即在外力的作用下，悬浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，从而实现固、液分离。因此，过滤操作本质上是流体通过固体颗粒层的流动，而这个固体颗粒层（滤渣层）的厚度随着过滤的进行而不断增加，故在恒压过滤操作中，过滤速度不断降低。

过滤速度u定义为单位时间单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量。影响过滤速度的主要因素除过滤推动力（压强差）△p，滤饼厚度L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。

过滤时滤液流过滤渣和过滤介质的流动过程基本上处在层流流动范围内，因此，可利用流体通过固定床压降的简化模型，寻求滤液量与时间的关系，可得过滤速度计算式：

式中：K—过滤常数，由物料特性及过滤压差所决定，m²/s

将式（3）分离变量积分，整理得：

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化工原理实验 框压滤机过滤常数的测定

实验五 板框压滤机过滤常数的测定

一、实验目的

1、 了解板框过滤机的结构，掌握其操作方法；

2、 熟悉板框压滤机的构造和操作；

3、 掌握过滤常数（K、qe、τe）的测定方法；

4、 验证洗水速率与过滤速率的关系。

二、实验装置

本试验所用板框过滤机的整套装置由调浆桶、清水桶、压缩空气系统、板框过滤机和贮液量筒组成。在调浆桶内配制一定浓度的碳酸镁（MgCO3）悬浮液，用压缩空气将悬浮液送入板框过滤机进行过滤，调节阀门开度以维持恒压过滤时所需要的恒定压力，滤液流入贮液量筒计量，洗涤水同样用压缩空气从洗水桶送至板框压滤机进行洗涤，洗涤水也用也用贮液量筒计量其液量。实验完毕拆卸板框压滤机，将板框压滤机内的滤渣放回调浆桶。实验装置如图1示。

注意板、框

的组装次序

洗水贮罐

密封搅拌釜

图1 （a） 过滤实验装置流程图

三、实验原理

过滤是以某种多控物质作为介质来处理悬浮乳液的操作。在外力的作用下，悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截流下来，从而实现固液分离，因此，过滤操作本质上是流体通过固体颗粒通过床层的流动，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，故在恒压过滤操作中，起过滤速率不断降低。

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实验五    板框压滤机过滤常数的测定

一、实验目的

1、  了解板框过滤机的结构，掌握其操作方法；

2、  熟悉板框压滤机的构造和操作；

3、  掌握过滤常数（K、q_e、τ_e）的测定方法；

4、  验证洗水速率与过滤速率的关系。

二、实验装置

本试验所用板框过滤机的整套装置由调浆桶、清水桶、压缩空气系统、板框过滤机和贮液量筒组成。在调浆桶内配制一定浓度的碳酸镁（MgCO₃）悬浮液，用压缩空气将悬浮液送入板框过滤机进行过滤，调节阀门开度以维持恒压过滤时所需要的恒定压力，滤液流入贮液量筒计量，洗涤水同样用压缩空气从洗水桶送至板框压滤机进行洗涤，洗涤水也用也用贮液量筒计量其液量。实验完毕拆卸板框压滤机，将板框压滤机内的滤渣放回调浆桶。实验装置如图1示。

 

 

三、实验原理

过滤是以某种多控物质作为介质来处理悬浮乳液的操作。在外力的作用下，悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截流下来，从而实现固液分离，因此，过滤操作本质上是流体通过固体颗粒通过床层的流动，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，故在恒压过滤操作中，起过滤速率不断降低。

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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.         通过恒压过滤实验,验证过滤基本原理；

3.         学会测定过滤常数K、q_e、τ_e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。

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恒压过滤实验

一、实验目的

1、掌握恒压过滤常数K、通过单位过滤面积当量滤液量、当量过滤时间的测定方法；加深K、、的概念和影响因素的理解。

2、  学习滤饼的压缩性指数s和物料常数k的测定方法。

3、  学习——q一类关系的实验测定方法。

4、  学习用正交试验法来安排实验，达到最大限度的减小实验工作量的目的。

5、  学习对正交试验法的实验结果进行科学的分析，分析出每个因素重要性的大小，指出试验指标随各因素的变化趋势，了解适宜操作条件的确定方法。

二、实验内容

1、设定试验指标、因素和水平。因可是限制，分4个小组合作共同完成一个正交表。故同意规定实验指标为恒压过滤常数K，设定的因素及其水平如表6-1所示。假定各因素之间无交互作用。

2、为便于处理实验结果，应统一选择一个合适的正交表。

3、按选定正交表的表头设计，填入与各因素水平对应的数据，使它变成直观的“实验方案”表格。

4、分小组进行实验，测定每个实验条件下的过滤常数K、q

5、对试验指标K进行极差分析和方差分析；之处各个因素重要性的大小；讨论K随其影响因素的变化趋势；以提高过滤速度为目标，确定适宜的操作条件。

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