化工原理过滤常数的测定实验

1、w 了解过滤设备的构造和操作方法w掌握过滤问题的简化工程处理方法w过滤常数的测定w 过滤是利用重力或人为造成的压差使悬浮液过滤是利用重力或人为造成的压差使悬浮液通过某种多孔性过滤介质，将悬浮液中的固、通过某种多孔性过滤介质，将悬浮液中的固、液两相有效地加以分离的过程，其本质上是液两相有效地加以分离的过程，其本质上是流体流过固体颗粒床层的流动。流体流过固体颗粒床层的流动。 固体颗粒对流动提供了很大的阻力：一方面固体颗粒对流动提供了很大的阻力：一方面 使流体沿床截面的速度分布均匀，另一方面使流体沿床截面的速度分布均匀，另一方面 又造成了很大的压降。又造成了很大的压降。w 过滤过程的特点：流体通过过

2、滤介质和滤饼过滤过程的特点：流体通过过滤介质和滤饼 空隙的流动是一种缓慢的流动，及爬流。空隙的流动是一种缓慢的流动，及爬流。对所得的物理模型进行数学描述，即建立对所得的物理模型进行数学描述，即建立数学模型。数学模型。数学模型法：数学模型法： 将复杂的真实过程简化成易于用数学方将复杂的真实过程简化成易于用数学方 程式表达的物理模型。程式表达的物理模型。 通过实验对数学模型的合理性进行检验并通过实验对数学模型的合理性进行检验并 测定模型参数。测定模型参数。将复杂的真实过程简化成易于用数学方程式表达的物理模型。将复杂的真实过程简化成易于用数学方程式表达的物理模型。过滤操作阻力大，流体通过颗粒床层是一

3、种极慢流过滤操作阻力大，流体通过颗粒床层是一种极慢流动，视为爬流动，视为爬流, ,阻力损失取决于颗粒表面积。阻力损失取决于颗粒表面积。对所得的物理模型进行数学描述，即建立数学模型。对所得的物理模型进行数学描述，即建立数学模型。2udl)d,ud(fh21eee1ef2udl)d,ud(fP21eee1e)d,ud(fe1e通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。5eR康彩尼公式：康彩尼公式：采用已知大小的颗粒（比表面积、空隙率已知），组织实验。采用已知大小的颗粒（比表面积、空隙率已知），组织实验。改变颗粒大小进行检验模型的可靠性。改变

4、颗粒大小进行检验模型的可靠性。数学模型的建立数学模型的建立 221udLPheefuu 1)1 (4ade（1 1）（2 2）（3 3）滤饼的简化过程中的二个假定滤饼的简化过程中的二个假定比表面积比表面积a a相等；相等；空隙率空隙率相等相等应用康彩尼公式：应用康彩尼公式： （5）23)1 ()(PuLLLe23)1 (ua代入上式5eeRKR（4） 颗粒物料恒算：颗粒物料恒算： pLALAV)1 ()(ppVVLA)1 ()1 (ddqqrPAddVu过程阻力过程推动力（7 7）一并代入得：一并代入得： （8 8）（6 6）其中：其中： ； ；32)1 (paKr5K)(2eqqKddqrP

5、K2eq恒压：恒压： （9 9）其中：其中： ，：为虚拟滤液量：为虚拟滤液量 截距为截距为 。KqqqKqqe2)(11111qq 1qq K1Kqe2对（对（9 9）式积分：）式积分： （1010） 用用 对对 作图，直线的斜率为作图，直线的斜率为 ，1. 1. 将已配好一定波美度的轻质碳酸钙悬浮液倒入料液桶，将已配好一定波美度的轻质碳酸钙悬浮液倒入料液桶，安装好过滤器，次序：后板框滤板框滤板框安装好过滤器，次序：后板框滤板框滤板框前板框，在滤板前后跨放好滤布，顺时针拧紧板框。前板框，在滤板前后跨放好滤布，顺时针拧紧板框。2. 2. 在清液槽中倒入一定量的清水，使清液槽中有读数，记在清液槽中

6、倒入一定量的清水，使清液槽中有读数，记下高度下高度h h0 0或或g g0 0，以便确定测量基准。关闭放尽阀，以便确定测量基准。关闭放尽阀1717、过、过滤阀滤阀5 5、进水阀、进水阀7 7，全开压力调节阀，全开压力调节阀2 2，启动泵，启动泵3 3，物料循，物料循环搅拌均匀。环搅拌均匀。3. 3. 物料打循环约物料打循环约2 2分钟后，打开过滤阀分钟后，打开过滤阀5 5、压力表阀、压力表阀9 9，关小，关小压力调节阀压力调节阀2 2，可以调节压力为，可以调节压力为0.020.020.06Mpa0.06Mpa任意刻度，任意刻度，同时打开过滤器放气阀同时打开过滤器放气阀1111，进行排气，进行排

7、气2 23 3次。另一人两手次。另一人两手各执一只秒表，当有第一滴滤液滴出时（或重量传感器显各执一只秒表，当有第一滴滤液滴出时（或重量传感器显示仪读数开始上升时），迅速启动一个秒表，待操作压力示仪读数开始上升时），迅速启动一个秒表，待操作压力显示恒定时，再双手同时摁下二只秒表，这时一个秒表走，显示恒定时，再双手同时摁下二只秒表，这时一个秒表走，另一个秒表停，并记下摁秒表时对应的滤液高度（或重另一个秒表停，并记下摁秒表时对应的滤液高度（或重量），这时所得的数据为恒压开始操作的时间量），这时所得的数据为恒压开始操作的时间1 1和和h h1 1（或（或g g1 1），经处理后可得），经处理后可得q

8、q1 1。4. 4. 在恒压的条件下，每上升在恒压的条件下，每上升2cm2cm，交替启动、停止，二只，交替启动、停止，二只秒表记时和滤液计量，至滤液每上升秒表记时和滤液计量，至滤液每上升1cm1cm时，时间超过时，时间超过近近40406060秒时，实验结束。秒时，实验结束。5. 5. 实验结束时，关闭压力表阀实验结束时，关闭压力表阀9 9、过滤阀、过滤阀5 5，全开阀，全开阀2 2，打，打开空气压缩阀开空气压缩阀1212，使过滤器滤饼压干，然后拧松摇手板，使过滤器滤饼压干，然后拧松摇手板，拆卸过滤器，滤饼回收。拆卸过滤器，滤饼回收。 6. 6. 用重量传感器测滤液量时，实验方法和步骤同上。用重

9、量传感器测滤液量时，实验方法和步骤同上。7.7. 如果是计算机在线监测与数据处理，完成上述如果是计算机在线监测与数据处理，完成上述1 1、2 2步步骤后，第骤后，第3 3步骤进行到重量传感器显示仪读数开始上升步骤进行到重量传感器显示仪读数开始上升时按下鼠标时按下鼠标“开始开始”即可即可。w 过滤器直径过滤器直径d=128mmd=128mm； 操作压力操作压力P=0.03MpaP=0.03Mpa；1.03%1.03%轻质碳酸钙浆料。轻质碳酸钙浆料。 时间时间序序号号时间时间 (sec)(sec)重量重量(kg)(kg)序序号号 时间时间 (sec)(sec) 重量重量 (kg)(kg)序序号号 时间时间 (sec)(sec) 重量重量 (kg)(kg)0 06 612121 17 713132 28 814143 39 915154 4101016165 511111717序序号号时间时间 (sec)(sec)高度高度(mm