恒压过滤实验常数测定实验报告

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eq、当量过滤时间e的测定方法；加深K、eq、e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dqd——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、q5、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。三、实验原理1.恒压过滤常数K、eq、e的测定方法。在过滤过程中，由于固体颗粒不断地被截留在介质表面上，滤饼厚度增加，液体流过固体颗粒之间的孔道加长，而使流体阻力增加，故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降。随着过滤的进行，若得到相同的滤液量，则过滤时间增加。恒压过滤方程)()(2eeKqq（1）式中q———单位过滤面积获得的滤液体积，23/mm；eq———单位过滤面积上的当量滤液体积，23/mm；e—当量过滤时间，s；—实际过滤时间，s；K—过滤常数，m2/s。将式（1）进行微分可得：eqKqKdqd22（2）这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘qdqd的关系，可得直线。其斜率为K2，截距为eqK2，从而求出K、eq。至于e可由下式求出：eeKq2（3）当各数据点的时间间隔不大时，dqd可用增量之比q来代替.在本实验装置中，若在计量瓶中手机的滤液量达到100ml时作为恒压过滤时间的零点，再次之前从真空吸滤器出口到计量瓶之间的管线中已有的滤液在加上计量瓶忠100ml滤液，这两部分滤液课视为常量（用'q表示），这些滤液对应的滤饼视为过滤介质意外的另一层过滤介质。在整理数据是，应考虑进去，则方程式变为q=K2q+K2（eq+q´）（4）以q与相应区间的平均值q作图。在普通坐标纸上以q为纵坐标，q为横坐标标绘q~q关系，其直线的斜率为：K2；直线的截距为：K2（eq+q´）。过滤常数的定义式：spkK12(5)两边取对数：)2lg(lg)1(lgkpsK(6)因常数rk1，故K与p的关系在对数坐标上标绘时应是一条直线，直线的斜率为s1，由此可得滤饼的压缩性指数s，然后代入式（4-5）求物料特性常数k。四、实验方法1、每次实验分4个小组进行，4个小组为一大组，每个小组完成正交表中2个试验号的试验，每个大组负责完成一个正交表的全部试验。2、同一滤浆桶内，先做低温，后做高温。两个滤浆桶内同一水平的温度应相等。3、每组先把低温下的实验数据输入计算机回归过滤常数，回归相关系数大于0.95为单组试验合格，否则重新实验。使用同一滤浆桶的两组均合格后，才能升温。4、每一大组用同一台计算机汇总并整理全部实验数据，每个小组打印一份结果。按照上述方法，每个实验的操作步骤：1、开动电动搅拌器将滤浆桶内硅藻土料浆搅拌均匀（不要使滤浆出现打旋现象）。将真空吸滤器安装好，放入滤浆桶中，注意滤浆要浸没吸滤器。2、打开进气阀，关闭调节阀5，然后启动真空泵。3、调节进气阀，使真空表读数恒定于指定值，然后打开调节阀5进行抽滤，待计量瓶中收集的滤液量达到100ml时，按表计时，作为恒压过滤零点。记录滤液每增加100ml所用的时间。当计量瓶读数为800ml时停表并立即关闭调节阀5.4、打开进气阀10和8，待真空表读数降到零时停真空泵。打开调节阀5，利用系统内大气压将吸附在吸滤器上的滤饼卸到桶内。放出计量瓶内滤液，并倒回滤浆槽内。卸下吸滤器清洗干净待用。5、结束试验后，切断真空泵、电动搅拌器电源，清晰真空吸滤器并使设备复原。五、实验装置与流程1.搅拌装置2.真空吸滤泵3.调节阀4.滤液计量瓶5.滤浆桶6.放液阀7.真空表8.缓冲罐9.接真空调节10.蝶阀（进气阀）11.开关阀12.真空泵WH-S转速调节真空泵开真空泵关真空调节125346781011129六、实验数据及处理恒压过滤常数的测定实验数据处理滤框个数：2滤框尺寸：0.038㎡序号过滤压差△P1＝0.08MPa过滤压差△P2＝0.22MPa过滤压差△P3＝0.28MPa△qm3/㎡△τ/s△qm3/㎡△τ/s△qm3/㎡△τ/s14.61205.59204.282024.93405.26406.054034.61605.39605.266044.67805.46805.398055.261005.591005.6610065.531205.531205.7912075.531405.791405.9214085.661605.391605.79160918018018010200序号△P1＝0.07MPa△P2＝0.15MPa△P3＝0.23MPa△τ/△qqm3/㎡△τ/△qqm3/㎡△τ/△qqm3/㎡1401.82430.049773267.88460.074659459.23170.0435512422.97370.097057267.88330.149319803.650.0684383595.29630.130654292.23640.217756698.82610.0970574535.76670.167984401.8250.267529730.59090.1244325642.920.199092267.88330.342189642.920.155546803.650.223978459.22860.38574803.650.1804277535.76670.261308321.460.447956698.82610.2090468642.920.292416422.97370.49524803.650.2339339642.920.323524341.97870.553724730.59090.26130810803.650.34841从以上三个图可得到K值如下实验结果：滤饼压缩性指数s=2.24*10-3KLogK△PLog△P0.28-0.550.07-1.150.39-0.410.15-0.821.00200.23-0.64