表 1  实验原始记录                                

试验号（酶解时间/min)         2min         4min         6min          8min    

   酪蛋白浓度                            NaOH消耗的体积/ mL                 

      11.4g/L                  2.00          2.25          2.43          2.55

      15.0g/L                  4.10          4.45          4.65          4.75

      21.0g/L                  4.90          5.05          5.40(舍）     5.90

      35.0g/L                  6.45          7.05          7.55          7.82     

                     表2   求得的v₀ 与 [s] 的值                                      

  酪蛋白浓度       1/ [s]           初速度              1/v₀          [s] /v₀

  [S] /（g/L）                   V₀/（umol/min）                                       

     11.4            0.0877            9.15              0.1090         1.242

   15.0            0.0667           10.75              0.0930         1.395

   21.0            0.0476           17.32              0.0577         1.212

   35.0            0.0286           23.05              0.0434         1.518           

 

第二篇：恒压过滤常数测定实验1

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、q_e、τ_e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。

5.    学会有关测量与控制仪表的使用方法。

二、基本原理

 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，其过滤速率不断降低。

 影响过滤速度的主要因素除压强差△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，故难以用流体力学的方法处理。

 比较过滤过程与流体经过固定床的流动可知：过滤速度即为流体通过固定床的表现速度u。同时，流体在细小颗粒构成的滤饼空隙中的流动属于低雷诺数范围，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，运用层流时泊唆叶公式不难推导出过滤速度计算式：

                                                    （1）

式中， Δp——过滤的压强差，Pa；

        K’——康采尼系数，层流时，K=5.0；

        ε——床层的空隙率，m³/m³；

        μ——过滤粘度，Pa.s；

a ——颗粒的比表面积，m²/m³；

        u ——过滤速度，m/s；

        L ——床层厚度，m。

由此可以导出过滤基本方程式：

                                                      （2）

 式中，V——滤液体积，m³

     τ——过滤时间，s；

     A——过滤面积，m²；

     S——滤饼压缩性指数，无因次。一般情况下，S=0~1，对于不可压缩滤饼，S=0；

     R ——滤饼比阻，1/m²，r=5.0a²（1-ε）²/ε³

     r’——单位压差下的比阻，1/m²

     ν ——滤饼体积与相应的滤液体积之比，无因次；

     Ve——虚拟滤液体积，m³

在恒压过滤时，对（2）式积分可得：   

                             

式中，q ——单位过滤面积的滤液体积，m³/m²；

      q_e——单位过滤面积的虚拟滤液体积，m³/m²；

      τ_e——虚拟过滤时间，s；

      K——滤饼常数，由物理特性及过滤压差所决定，m²/s

K，q_e，τ_e三者总称为过滤常数。利用恒压过滤方程进行计算时，必须首先需要知道K, q_e,  τ_e,它们只有通过实验才能确定。

对上式微分得：

                         

  该式表明以dτ/dq为纵坐标，以q为横坐标作图可得一直线，直线斜率为2/K，截距为2 q_e /K。在实验测定中，为便于计算，可用增量替代，把上式改写成

                         

在恒压条件下，用秒表和量筒分别测定一系列时间间隔及对应的滤液体积，由此算出一系列在直角坐标系中绘制的函数关系，得一直线。由直线的斜率和截距便可求出K和qe，再根据τe=qe/K，求出τe。

三、实验装置与流程

四、实验步骤

（1）打开总电源空气开关，打开仪表电源开关，关闭所有手动阀门。

（2）配制含CaCO₃8%~13％（质量）的水悬浮液。

（3）开启空压机，打开阀3，阀4，将压缩空气通入配料水槽，使CaCO₃悬浮液搅拌均匀。搅拌后，关闭刚才开启的阀门。

（4）正确装好滤板、滤框及滤布。滤布使用前用水浸湿，滤布要绷紧，不能起皱，先慢慢转动手轮使板框合上，然后再压紧）。

（5）关闭阀2，在压力料槽排气阀16打开的情况下，打开阀4、阀6，使料浆自动由配料桶流入压力槽至1/2~1/3处，关闭阀4，阀6。

（6）通压缩空气至压力贮槽，使容器内料浆不断搅拌。压力料槽的排气阀要不断缓缓排气，但又不能喷浆。至浑浊时停止。

（7）打开1# 电磁阀，打开阀2，阀5，阀7，阀10，阀12，阀14，开始实验。

（8）手动实验：每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时刻作为开始时刻。每20秒记录一次ΔV变化量。测量8~10个数据即可停止过滤。

（9）切换气路，压力稳定后重复过滤实验。

（10）实验完毕关闭阀2，阀4，打开阀4，阀6，将压力料槽的悬浮液压回配料桶。

（11）打开板框，观察滤饼形状，用过滤出来的清水洗涤滤布，将水倒回料液槽供下次试验用。

（12）关闭空气压缩机电源，关闭仪表电源。

五、数据记录与处理

1、过滤面积计算：

实验已知：每个框过滤面积0.038m²，框数2个

          ∴A=2×2×0.038=0.152 m²

表（一）滤液量数据记录

表（二）单位时间过滤面积对应的滤液体积和体积增量（计算公式: q=V/A）

低压△P1,  Δt/Δq~q曲线:

中压△P2,  Δt/Δq~q曲线:

 

高压△P3,  Δt/Δq~q曲线

列表：

七、实验分析与讨论

从实验数据来看我们的实验不是很很成功，实验误差比较大。特别是中压下的实验数据，存在很大的误差。结果中q_e和τ_e 的值都偏大。

造成实验误差的主要原因有：

（1）中压下实验操作时流量没控制好，阀门开太大了；

（2）板框没有很好的连接，导致有大量的水没有经过滤布就直接流下来被作为滤液；

（3）在用水桶接水，称量的过程中水有溅出；在接下一桶水之前水桶的水并未倒干净；

（4）计时时，产生的随机误差；

（5）CaCO₃没有搅拌均匀，而是成块状的；

（6）仪器本身存在误差。

八、思考题

1、当你在某一恒压下所测得的K、qe、τe值后，若将过滤压强提高一倍，问上述三个值将有何变化？

答：由公式K=2kΔP^1-s，τe=qe/K可知，当过滤压强提高一倍时，K增大，τe减小。

2、影响过滤速率的主要因素有哪些？

答：过滤压差、过滤介质的性质、构成滤饼的颗粒特性，滤饼的厚度。

3、为什么过滤开始时，滤液常常有点浑浊，而过段时间后才变清？

答：开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，使滤液浑浊，但当形成较密的滤饼后，颗粒无法通过，滤液变清。