實(shí)驗(yàn)三-過濾實(shí)驗(yàn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)三 過濾實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.熟悉板框壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)。 2.學(xué)會(huì)板框壓濾機(jī)的操作方法。 3.測(cè)定一定物料恒壓過濾方程中的過濾常數(shù)和，確定恒壓過濾方程。二、實(shí)驗(yàn)原理過濾是一種能將固體物截流而讓流體通過的多孔介質(zhì)，將固體物從液體或氣體中分離出來的過程。因此過濾在本質(zhì)上是流體通過固體顆粒層的流動(dòng)。所不同的是這個(gè)固體顆粒層的厚度隨著過濾過程的進(jìn)行而不斷增加。因此在勢(shì)能差 變的情況下，單位時(shí)間通過過濾介質(zhì)的液體量也在不斷下降，即過濾速度不斷降低。過濾速度 的定義是單位時(shí)間、單位過濾面積內(nèi)通過過濾介質(zhì)的濾液量，即：，式中代表過濾面積，代表過濾時(shí)間，代表濾液量 。影響過濾速度的主

2、要因素除勢(shì)能差、濾餅厚度外，還有濾餅和懸浮液(含有固體粒子的流體)性質(zhì)、懸浮液溫度、過濾介質(zhì)的阻力等，故難以用嚴(yán)格的流體力學(xué)方法處理。比較過濾過程與流體經(jīng)過固定床的流動(dòng)可知：過濾速度，即為流體經(jīng)過固定床的表觀速度 。同時(shí)，液體在細(xì)小顆粒構(gòu)成的濾餅空隙中的流動(dòng)屬于低雷諾范圍。因此，可利用流體通過固體床壓降的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，尋求濾液與時(shí)間的關(guān)系。在低雷諾數(shù)下，可用康采尼(Kozeny)的計(jì)算式，即：對(duì)于不可壓縮的濾餅，由上式可以導(dǎo)出過濾速率的計(jì)算式為：式中：， 為形成與過濾介質(zhì)阻力相等的濾餅層所得的濾液量 ；為濾餅的比阻；為單位體積濾液所得到的濾餅的體積；為濾液的粘度； 為過濾常數(shù)。在恒壓差過濾時(shí)，

3、上述微分方程積分后可得：。由上述方程可計(jì)算在過濾設(shè)備、過濾條件一定時(shí)，過濾一定濾液量所需要 的時(shí)間或者在過濾時(shí)間、過濾條件一定時(shí)為了完成一定生產(chǎn)任務(wù)，所需要的過濾設(shè)備大小。在利用上述方程計(jì)算時(shí)，需要知道、等常數(shù)，而、常數(shù)只有通過實(shí)驗(yàn)才能測(cè)定。在用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定過濾常數(shù)時(shí)，需將上述方程變換成如下形式：因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)只要維持操作壓強(qiáng)恒定，計(jì)取過濾時(shí)間和相應(yīng)的濾液量以 作圖得直線。讀取直線斜率和截距，求取常數(shù)和 的值?；蛘邔⒑偷臄?shù)據(jù)用最小二乘法求取和值，進(jìn)而計(jì)算和的值。若在恒壓過濾的時(shí)間內(nèi)已通過單位過濾面的濾液，則在至及至范圍內(nèi)將上述微積分方程積分整理后得：上述表明和為線性關(guān)系，從而能方便地求出過濾常數(shù)

4、和。用最小二乘法回歸直線方程時(shí)，設(shè)回歸方程為，則，三、實(shí)驗(yàn)裝置和流程 1. 裝置 實(shí)驗(yàn)裝置由配料桶、供料泵、圓形過濾機(jī)、濾液計(jì)量筒及空氣壓縮機(jī)等組成。可進(jìn)行過濾、洗滌和吹干三項(xiàng)操作過程。碳酸鈣()或碳酸鎂()的懸浮液在配料桶內(nèi)配制成一定濃度后，為阻止沉淀，料液由供料泵管路循環(huán)。配料桶中用壓縮空氣攪拌，漿液經(jīng)過濾機(jī)過濾后，濾液流入計(jì)量筒。過濾完畢后，亦可用洗滌水洗滌和壓縮空氣吹干。 2.實(shí)驗(yàn)流程 本實(shí)驗(yàn)的流程如下圖所示。圖中給出了兩套裝置的流程。四、實(shí)驗(yàn)操作步驟及要點(diǎn) 1.實(shí)驗(yàn)可選用粉末配制成濾漿，其量約占料桶的2/3 左右，配制濃度在8.0左右（約10%，wt）。 2.料桶內(nèi)濾漿可用壓縮空氣和

5、循環(huán)泵進(jìn)行攪拌，桶內(nèi)表壓強(qiáng)控制在，不能超過料桶承受的壓強(qiáng)。 3. 濾布在裝上之前要先用水浸濕。 4. 實(shí)驗(yàn)操作前，應(yīng)先讓供料泵通過循環(huán)管路，循環(huán)操作一段時(shí)間，過濾時(shí)也要保證料液循環(huán)。結(jié)束后，應(yīng)關(guān)閉料桶上的出料閥，打開旁路上清水管路清洗供料泵，以防止在泵體內(nèi)沉積。 5. 實(shí)驗(yàn)初始階段不是恒壓操作。因此可采用二只秒表交替計(jì)時(shí)，記下時(shí)間和濾液量，并確定恒壓開始時(shí)間和相應(yīng)的濾液量。過濾壓強(qiáng)不要超過。 6. 當(dāng)濾液量很少時(shí)，濾渣已充滿濾框后，過濾階段可結(jié)束。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄過濾物系： 輕質(zhì)碳酸鈣 計(jì)量筒直徑： 圓板過濾器直徑： 內(nèi)徑150mm 框厚： 過濾操作壓強(qiáng)： 0.066MPa 料液濃度： 料液溫

6、度： 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表序號(hào)時(shí)間間隔（s)間隔中的濾液量（L）1（恒壓前）12.70.6102100.4203100.3404100.3205100.2906100.2707100.2408100.1989100.18010100.15611100.12012100.11413100.11014100.096六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理結(jié)果如表所示，以序2為例寫出計(jì)算過程。序號(hào)間隔時(shí)間間隔濾液量累計(jì)濾液量112.70.6134.520.6102100.4223.771.0303100.3419.241.3704100.3218.111.6905100.2916.411.9806100.2715.282

7、.2507100.2413.582.4908100.19811.202.6889100.1810.192.86810100.1568.833.02411100.126.793.14412100.1146.453.25813100.116.223.36814100.0965.433.464 續(xù)表序號(hào)累計(jì)累計(jì)時(shí)間10.34512.720.58322.7420.80.23830.77532.7465.00.43040.95642.7490.90.61151.12052.7516.00.77561.27362.7538.80.92871.40972.7564.01.06481.52182.7595.3

8、1.17691.62392.7626.11.278101.711102.7658.81.366111.779112.7697.41.434121.844122.7734.11.498131.906132.7768.91.561141.960142.7804.91.615計(jì)算過程（以序號(hào)2為例）七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論1.將表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，根據(jù)直線的斜率和截距求出和，并寫出恒壓過濾方程。答：2.用最小二乘法求取斜率和截距并由此求出和，與圖解求出的比較。 答： 3.本實(shí)驗(yàn)如何洗滌濾餅？答：采用橫穿洗滌法，洗滌液穿過兩層濾布及整個(gè)厚度的濾餅，流徑長(zhǎng)度約為過濾終時(shí)濾液流動(dòng)路徑的兩倍，而洗滌液流通的面積又僅為過濾面積的一半。4.本實(shí)驗(yàn)如何吹干濾餅？答：隨著過濾時(shí)間的增加，被截留在濾網(wǎng)上的固體雜質(zhì)越來越多，使濾餅厚度不斷增加， 這 樣使過濾阻力增大，罐內(nèi)壓力升高，當(dāng)壓力升到一定值時(shí)需要排渣，停止向灌內(nèi)輸 入待濾液并將壓縮空氣經(jīng)溢流管吹入罐內(nèi)，將罐內(nèi)待濾液壓入另一臺(tái)過濾機(jī)或其他容 器內(nèi)，并吹干濾餅。5