板框过滤常数的测定实验报告

实验四 过滤常数的测定一、实验目的1、 熟悉板框压滤机的结构和操作方法；2、 测定在恒压操作时的过滤常数K ，q e ，τe ，测定物料压缩指数s ；3、 了解操作条件对过滤速度的影响。

二、实验原理1、过滤常数的测定过滤是借助于外界推动力的作用，使悬浮液通过某种多孔性介质，从而实现固液分离的操作。

单位时间通过单位过滤面积的滤液量称为过滤速度。

过滤速度的大小与压力差、滤饼厚度、悬浮液和滤饼的性质、悬浮液的温度等有关。

故过滤速度方程式可表示为：)(2)(e e q q K q q rv pd dq Ad dV u +=+∆===μττ（4－1）式中：V ——滤液量，m 3；A ——过滤面积，m 2；τ——得到滤液V 所需的过滤时间，s ； K ——过滤常数，rvpK μ∆=2，m 2/s ；q=V/A ，即单位过滤面积的滤液量，m ；q e =V e /A ，即单位过滤面积的虚拟滤液量,m ；V e ——虚拟滤液的体积，它是形成相当于过滤介质阻力的一层滤饼时，应得到的滤液量，m 3；r ——滤饼的比阻，m -2; μ——滤液的粘度，Pa.s ；v ——获得单位体积滤液所形成的滤饼，m 3/m 3。

在恒压过滤情况下，滤液量与过滤时间的关系可用下式表示：τK qq q e =+22e eK q τ=2（4－2）将过滤方程式微分后得e q Kq K d dq 22+=τ实验过程中，可用增量比ττd dq q 代替∆∆，则有下式e q Kq Kq 22+=∆∆τ（4－3）标绘出Δτ/Δq 对q (q 取各时间间隔内的平均值)的直线,如上图所示,直线斜率为2/K,截距2q e /K ，由此可求出K 和q e 。

图4－1 Δτ/Δq 与q 的关系2、滤饼压缩性指数s 及比阻滤饼的比阻与压差的关系为，sp r r ∆=0，带入过滤常数的定义式可得sspk vr pK --∆=∆=10122μ两边取对数：)2lg()lg()1(lg k p s K +∆-=（4－4）因常数常数，===νμ01r k s ，故K 与Δp 的关系在双对数坐标上标绘是一条直线，斜率为（1-s ），由此可计算出压缩性指数s ，读取Δp ～K 直线上任一点处的K 值，将K 、Δp 数据一起代入过滤常数定义式计算物料特性常数k 及比阻。

过滤常数的测定实验报告实验名称:过滤常数的测定实验一、实验内容?A在一定干燥条件下测定硅胶颗粒的干燥速率曲线。

B测定往复振动筛板塔在不同振动频率下的传质单元高度。

C测定气体通过干燥器的压降。

D测定恒压操作条件下的过滤常数K，qe。

二、实验目的?A学习并掌握应用数学模型法处理工程实际问题的研究方法。

B了解过滤设备的构造和操作方法。

C学习并掌握实验测定过滤常数的基本原理和方法，了解测定过滤常数的工程意义。

D了解影响干燥速率的有关的有关工程因素，熟悉流化床干燥器的结构特点及操作办法。

三、实验原理?广义地讲，过滤是借助于能将固体物截留而让流体通过的（过滤）多孔介质将固体物从液体或气体中分离出来的单元操作。

工业上，过滤多指液固系统的分离。

过滤过程的本质是流体通过固定颗粒层（滤饼）的流动，只不过在过滤过程中，固定颗粒层的厚度在不断增加，流体流动阻力也不断增大，因此，在推动力（压差）不变的情况下，单位时间内通过过滤介质的液体量在不断减少。

如果将单位时间内通过单位过滤面积的滤液量定义为过滤速率，即（7-1）（7-2）式中u——过滤速率，m/sV——通过过滤介质的滤液量，m3；A——过滤面积，m2；τ——过滤时间，s；q——通过单位过滤面积的滤液量，m3/m2；可以预测，在恒定压差下，过滤速率和滤液量q与过滤时间有如图7-1所示的关系。

(a)(b)图7-1过滤速率和滤液量与过滤时间的关系尽管过滤是一个流体力学问题，但在过滤过程中，影响过滤速率的主要因素A推动力大小B滤饼厚度C滤饼、悬浮液性质D悬浮液温度E过滤介质的阻力等诸多因素，因此，难以直接采用流体在圆管中流动的有关计算公式来计算过滤速率和阻力等问题。

对于过滤问题，可以根据过程的本质和特征对实际过程做出适当简化，从而可以采用适当的数学方程（模型）进行描述。

比较过滤过程与流体通过固定床的流动可知，过滤速率即为流体经过固定床的表观速率u，同时，液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。

黄冈师范学院《化工原理》实验报告实验名称：板框过滤常数的测定学院：班级：实验小组人员：实验日期：实验台编号：实验报告撰写：实验指导教师：黄冈师范学院《化工原理》实验室实验五 板框过滤常数的测定一、实验目的⒈ 了解板框压滤机的构造、过滤工艺流程和操作方法。

⒉ 掌握恒压过滤常数K 、e q 、e q 的测定方法，加深对K 、e q 、e q 的概念和影响因素的理解。

⒊ 学习滤饼的压缩性指数s 和物料常数k 的测定方法。

⒋ 学习d q dqq:一类关系的实验确定方法。

二、实验内容测定不同压力下恒压过滤的过滤常数K 、e q 、e q 。

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的作用下液体通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质表面上，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，滤饼厚度增加，液体流过固体颗粒之间的孔道加长，而使流体流动阻力增加。

故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降。

随着过滤进行，若得到相同的滤液量，则过滤时间增加。

恒压过滤方程)()(2e e K q q θθ+=+ （1）式中：q —单位过滤面积获得的滤液体积，m3 / m2； e q —单位过滤面积上的虚拟滤液体积，m3 / m2； θ—实际过滤时间，s ； e θ—虚拟过滤时间，s ； K —过滤常数，m2/s 。

将式（4-1）进行微分可得：e q Kq K dq d 22+=θ （2）这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘d q dqq-的关系，可得直线。

其斜率为2K ，截距为2e q K，从而求出K 、e q 。

至于e q 可由下式求出：e e K q θ=2（3） 当各数据点的时间间隔不大时，d dq q 可用增量之比qqD D 来代替。

过滤常数的定义式： 12s K k p -=D （4） 两边取对数l g (1)l g l g (K s p k =-D + (5) 因1k r m n==¢常数，故K 与p D 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（6-4）求物料特性常数k 。

过滤常数测定一、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、qe、τe及压缩性指数的方法。

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、实验原理根据恒压过滤方程:(q＋qe)2＝K(θ＋θe)(1)式中:q─单位过滤面积获得的滤液体积m3/m2;qe─单位过滤面积的虚拟滤液体积m3/m2;θ─实际过滤时间S;θe─虚拟过滤时间S;K─过滤常数m2/S将(1)式微分得: d22qqe(2)dqkkd对q的关系，所得直线斜率为:dq此为直线方程，于普通坐标系上标绘22，截距为qe，从而求出，K，qe。

在根据θe=qe/K，求出θe。

kk三、实验装置流程示意图四、实验步骤及注意事项（1）打开总电源空气开关，打开仪表电源开关。

（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。

（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（注意：用螺旋压紧时，千万不要把手指压伤，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。

（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。

每次△V取为600-700ml左右，记录相应的过滤时间△t。

要熟练双秒表轮流读数的方法，量筒交替接液时不要流失滤液。

测量8~10个读数即可停止实验。

打开2#电磁阀和阀8做中等压力实验。

打开3#电磁阀，阀9，阀11做大压力实验。

（9）实验完毕关闭阀12，阀14，打开阀4，阀6，将压力料槽的悬浮液压回配料桶，关闭阀4。

实验四 板框压滤机过滤常数的测定一、实验目的1、了解板框压滤机的结构；2、掌握板框压滤机的操作方法；3、掌握恒压过滤条件下过滤常数（K 、q e ）的测定方法；4、掌握采用最小二乘法回归直线方程的方法。

二、实验装置板框过滤机是常见的间歇式过滤设备，图1为工业生产中常见的几种板框式过滤机。

图1 常见的几种板框式过滤机本试验所用板框过滤机的整套装置由调浆桶、压缩空气系统、板框过滤机和贮液量筒组成。

在调浆桶内配制一定浓度的碳酸钙（CaCO 3）悬浮液，启动搅拌装置，维持悬浮液在过滤过程中不发生沉降。

用压缩空气将悬浮液送入板框过滤机进行过滤，调节阀门开度以维持恒压过滤时所需要的恒定压力，滤液流入贮液量筒计量，洗涤水由自来水管送至板框压滤机进行洗涤，洗涤水也用贮液量筒计量其液量。

实验完毕后，拆卸板框压滤机，将滤框内的滤渣回收。

实验设备如图2示，实验装置实物见图3。

千斤顶压紧压滤机自动拉板压滤机 液压压紧压滤机 液压压紧压滤机图三、实验设备的性能与主要技术参数1、本实验装置主要由板框过滤机、空压机、计量槽、压力容器、控制阀等设备组成。

2、板框过滤机的过滤面积大约为0.01m 2（以实测的数据为准），用帆布作为多孔性过滤介质。

由空压机提供压力，通过减压阀调节配料罐内的压力。

以碳酸钙和水混合成悬浮液，可完成过滤常数的测定实验。

3、空压机采用Z-0.036微型空气压缩机，排气量0.036m 3/h ，压力为0.7MPa ，功率为0.75kW ，转速为1200rpm ，气体容积30L 。

4、在压力容器上面装有空压机入口给悬浮液加压，通过视镜观察容器内液位的高低。

5、电控箱装有电源开关和空压机开关，按下开关旋钮指示灯亮，即表示相应的工作正在进行，沿开关旋钮上的箭头方向旋转则为关。

6、滤饼可回收利用。

四、实验原理过滤是一种使流体通过多孔介质，而将固体颗粒物截留，使其从液体或气体中分离出来的单元操作。

因此过滤在本质上是流体通过固体颗粒层的流动，所不同的是这种固体颗粒层的厚度会随着过滤过程的进行而不断增加。

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 、τe 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、 实验原理根据恒压过滤方程:(q ＋q e )2＝K(θ＋θe ) (1) 式中: q ─单位过滤面积获得的滤液体积 m 3/m 2; q e ─单位过滤面积的虚拟滤液体积 m 3/m 2; θ─实际过滤时间 S; θe ─虚拟过滤时间 S; K ─过滤常数 m 2/S 。

将(1)式微分得:e q kq k dq d 22+=θ (2) 此为直线方程，于普通坐标系上标绘dqd θ对 q 的关系，所得直线斜率为: k 2，截距为e q k 2，从而求出，K ，q e 。

在根据θe = q e / K ，求出θe 。

三、 实验装置流程示意图四、实验步骤及注意事项（1）打开总电源空气开关，打开仪表电源开关。

（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。

（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（注意：用螺旋压紧时，千万不要把手指压伤，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。

（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。

每次△V取为600-700ml左右，记录相应的过滤时间△t。

要熟练双秒表轮流读数的方法，量筒交替接液时不要流失滤液。

实验11 过滤常数测定实验/jpkc/hgyl/zhenjiaoshiyanzaiguolvyanjiuzhong deyingyong.htm过滤是分离非均相混合物的方法之一。

通过过滤操作，可将悬浮液中的固、液两相加以分离，固体颗粒被过滤介质截留，形成滤饼；滤液穿过滤饼流出，从而将固相与液相分离。

过滤的分类有多种方法：从推动力形式可分为恒压过滤和恒速过滤；从操作连续性可分为间歇过滤和连续过滤。

而过滤设备的设计及选型取决于处理物料的工艺要求、物性及流量等条件。

过滤操作的分离效果，除与过滤设备的结构形式有关外，还与过滤物料的特性、操作时压力差以及过滤介质的性质有关。

为了对过滤操作过程及过滤设备进行分析及设计计算，首先应给定待处理物料的物性参数，选择适宜的操作条件，然后再测定该过程的过滤常数。

本实验装置主要测定给定物料在一定操作条件和过滤介质时的过滤常数。

实验目的1.熟悉板框过滤机的结构及过滤的工艺流程；2.掌握板框过滤机的操作及调节方法；3.测定恒定压力下，过滤方程中过滤常数K、qe、θe.的测定。

基本原理过滤操作是在一定压力作用下，使含有固体颗粒的悬浮液通过过滤介质，固体颗粒被介质截留形成滤饼，而使液固两相分离。

过滤介质通常采用多孔的纺织品、丝网或其他多孔材料，如帆布(本实验中采用)、毛毡或金属丝织成的金属网、多孔陶瓷等。

过滤操作通常分为恒压过滤和恒速过滤。

在过滤过程中，由于固体颗粒不断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，而使流动阻力增大，故在恒压过滤时，过滤速率随时间逐渐下降。

如果要维持过滤速率不变，就必须不断提高滤饼两侧的压力差，此过程称为恒速过滤。

恒速过滤阶段很短，本实验仅研究恒压过滤。

恒压过滤方程：(V十Ve)2=KA2 (θ十θe) （1）式中V一在θ时间内得到的累积滤液体积，m3;θ一过滤时间，s;Ve一获得与滤布阻力相当的滤饼厚度所得的滤液量，m3;θe一得到当量滤液体积Ve相对应的过滤时间,s;A一过滤面积，m2;K一过滤常数，m2/s；包含物料特性常数k和操作压力Δp参数，表示为（2）式中Δp一滤饼两侧压力差，Pa;s一滤饼压缩指数;k一表征过滤物料特性的常数，m4/(s·N)，对一定的悬浮液是常数;μ一滤液粘度，Pa·s;r 0一单位压力差下滤饼的比阻，l/ m 2;ν 一过滤单位体积滤液时生成的滤饼体积，m 3/ m 3。