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恒压过滤常数测定实验装置使用说明书
编辑:admin   时间:2018-09-11 09:10

一、验目的: 
1.掌握恒压过滤常数的测定方法,加深对概念和影响因素的理解。
2.学习滤饼的压缩性指数s和物料常数的测定方法。
3.学习一类关系的实验确定方法。
4.学习用正交试验法来安排实验,达到最大限度地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变化的趋势,了解适宜操作条件的确定方法。
二、实验内容:
1.测定不同压力实验条件下的过滤常数
2.根据实验测量数据,计算滤饼的压缩性指数s和物料特性常数k。
三、实验原理:
过滤是利用过滤介质进行液—固系统的分离过程,过滤介质通常采用带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固体颗粒的悬浮液在一定压力作用下,液体通过过滤介质,固体颗粒被截留,从而使液固两相分离。
在过滤过程中,由于固体颗粒不断地被截留在介质表面上,滤饼厚度逐渐增加,使得液体流过固体颗粒之间的孔道加长,增加了流体流动阻力。故恒压过滤时,过滤速率是逐渐下降的。随着过滤的进行,若想得到相同的滤液量,则过滤时间要增加。
恒压过滤方程
                                           (1)                            
式中:—单位过滤面积获得的滤液体积,m3 / m2
      —单位过滤面积上的虚拟滤液体积,m3 / m2
      —实际过滤时间,s;
      —虚拟过滤时间,s;
      —过滤常数,m2/s。
将式(1)进行微分可得:                            (2)
这是一个直线方程式,于普通坐标上标绘的关系,可得直线。其斜率为,截距为,从而求出。至于可由下式求出:        (3)
注:当各数据点的时间间隔不大时,可用增量之比来代替。
过滤常数的定义式:                                    (4)                                      
两边取对数                              (5)            
,故的关系在对数坐标上标绘时应是一条直线,直线的斜率为,由此可得滤饼的压缩性指数,然后代入式(4)求物料特性常数
四、主要仪器仪表及技术数据
旋涡泵:型号WB70/075
搅拌器:功率60w;  转速500转/分
过滤板:规格φ100×10(mm)。
计量桶:长280mm,宽320mm。

图1  恒压过滤实验流程示意图
1-调速器;2-电动搅拌器;3、4、6、11、14-阀门;5、7─压力表8-板框过滤机;9-压紧装置;10-滤浆槽;12-旋涡泵;13-计量桶
、实验装置流程
如图1所示,滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液(浓度在2-4%之间),用电动搅拌器进行均匀搅拌(浆液不出现旋涡为好)。启动旋涡泵,调节阀门3使压力表5指示在规定值。滤液在计量桶内计量。
六、实验方法及操作步骤
⒈ 系统接上电源,打开搅拌器电源开关,启动电动搅拌器2。将滤液槽10内浆液搅拌均匀。
⒉ 板框过滤机板、框排列顺序为:固定头-非洗涤板-框-洗涤板-框-非洗涤板-可动头。用压紧装置压紧后待用。
⒊ 使阀门3处于全开、阀4、6、11处于全关状态。启动旋涡泵12,调节阀门3使压力表5达到规定值。
⒋ 待压力表5稳定后,打开过滤入口阀6过滤开始。当计量桶13内见到第一滴液体时按表计时。记录滤液每增加高度10mm时所用的时间。当滤液迅速减小滤液量接近0时停止计时,并立即关闭入口阀6。
⒌ 打开阀门3使压力表5指示值下降。开启压紧装置卸下过滤框内的滤饼并放回滤浆槽内,将滤布清洗干净。放出计量桶内的滤液并倒回槽内,以保证滤浆浓度恒定。
⒍ 改变压力,从步骤2开始重复上述实验。
⒎ 实验结束时阀门11接上自来水、阀门4接通下水,关闭阀门3,对泵及滤浆进出口管进行冲洗。
七、操作时应注意的事项  
⒈ 过滤板与框之间的密封垫应注意放正,过滤板与框的滤液进出口对齐。用摇柄把过滤设备压紧,以免漏液。
⒉ 计量桶的流液管口应贴桶壁,否则液面波动影响读数。
⒊ 实验结束时关闭阀门3。用阀门11、4接通自来水对泵及滤浆进出口管进行冲洗。切忌将自来水灌入储料槽中。
⒋ 电动搅拌器为无级调速。使用时首先接上系统电源,打开调速器开关,调速钮一定由小到大缓慢调节,切勿反方向调节或调节过快损坏电机。使用后,将无级调速器转速调至0。
⒌ 启动搅拌前,用手旋转一下搅拌轴以保证顺利启动搅拌器。
八、附录
1.实验数据的计算方法
根据恒压过滤方程:      (1)
式中
九、实验结果与处理:
a)    记录实验操作条件:滤浆种类和浓度、过滤面积、操作压强等。
b)    画出实验记录表和数据整理表。

时间(min) 滤液量 q(m3/s)  (m3/s)
2      
4      
6      
8      
10      
采用最小二乘法或作图求K、


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