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实验二 恒压过滤常数的测定一． 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，验证过滤基本原理； (3) 测定过滤常数K 、qe 、θ； (4) 了解过滤压力对过滤速率的影响。
二．实验原理如图一所示，滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液（浓度在2-4%左右），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。
过滤、洗涤管路如图二示图一 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 。
三．主要仪器设备(1)旋涡泵: 型号:(2)搅拌器: 型号: KDZ-1 ; 功率: 160w 转速: 3200转/分(3)过滤板: 规格: 160*180*11（mm）(4)滤布：型号工业用；过滤面积0.0475m2(5)计量桶：第一套长275 mm、宽325mm四．操作方法与实验步骤(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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20mm时所用的时间。
当计量桶13读数为160 mm 时停止计时，并立即关闭入口阀6。
(5)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。
(6)改变压力，从（2）开始重复上述实验。
(7)每组实验结束后应用洗水管路对滤饼进行洗涤，测定洗涤时间和洗水量。
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e q 、当量过滤时间e θ的测定方法；加深K 、e q 、e θ的概念和影响因素的理解。
2、 学习dqd θ——q 一类关系的实验测定方法。
二、实验内容1、测定实验条件下的过滤常数K 、e q三、实验原理1.恒压过滤常数K 、e q 、e θ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)()(2e e K q q θθ+=+（1）式中q —单位过滤面积获得的滤液体积，23/m m ；e q —单位过滤面积上的当量滤液体积，23/m m ；e θ—当量过滤时间，s ；θ—实际过滤时间，s ；K —过滤常数，m 2/s 。
将式（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q dqd -θ的关系，可得直线。
其斜率为K 2，截距为e q K2，从而求出K 、e q 。
至于e θ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，dq d θ可用增量之比q∆∆θ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 ∆∆θ=K2q+K 2（e q +q ´） （4）以q ∆∆θ与相应区间的平均值q 作图。
在普通坐标纸上以q∆∆θ为纵坐标，q 为横坐标标绘q∆∆θ~q 关系，其直线的斜率为：K 2；直线的截距为：K 2（e q +q ´）。
恒压过滤参数的测定实验报告前言1.过滤介质过滤是在推动力的作用下，位于一侧的悬浮液（或含尘气）中的流体通过多孔介质的孔道向另一侧流动。
颗粒则被截留，从而实现流体与颗粒的分离操作过程。
被过滤的悬浮液又称为滤浆，过滤时截留下的颗粒层称为滤饼，过滤的清液称为滤液。
过滤介质即为使流体通过而颗粒被截留的多孔介质。
无论采用何种过滤方式，过滤介质总是必须的，因此过程介质是过滤操作的要素之一。
多ZJ系列真空净油机过滤介质的共性要求是多空、理化性质稳定、耐用和可反复利用等。
可用作过滤介质的材料很多，主要可以分为：（1）织物介质织物是非常常用的过滤介质。
工业上称为滤布（网），由天然纤维、玻璃纤维、合成纤维或者金属丝组织而成。
可截留的最小颗粒视网孔大小而定，一般在几到几十微米的范围。
（2）多孔材料制成片、板或管的各种多孔性固体材料，如素瓷、烧结金属和玻璃、多孔性塑料以及过滤和压紧的毡与棉等。
此滤油机类介质较厚，孔道细，能截留1~3μm 的微小颗粒。
（3）固体颗粒床层由沙、木炭之类的固体颗粒堆积而成的床层，称为率床。
用做过滤介质使含少量悬浮物的液体澄清。
（4）多孔膜过滤是使水通过滤料时去除水中悬浮物和微生物等的净水过程。
滤池通常设在沉淀池或澄清池之后。
目的是使滤后水的浊度达到水质标准的要求。
水经过滤后，残留的细菌、病毒失去了悬浮物的保护作用，从而为过滤后消毒创造了条件。
所以，在以地面水为水源的饮用水净化中，有时可省去沉淀或澄清，但过滤是不可缺少的。
由特殊工艺合成的聚合物薄膜，最常见的是醋酸纤维膜与聚酰胺膜。
膜过滤属精密过滤（ultrafiltration），可分离5nm的微粒。
2.滤饼过滤与深层过滤根据过滤过程的机理有滤饼过滤和深层过滤之分。
滤饼过滤又称为表面过滤。
使用织物、多孔材料或膜等作为过滤介质。
过滤介质的孔径不一定要小于最小颗粒的粒径。
过滤开始时，部分小颗粒可以进入甚至穿过介质的小孔。
但很快由颗粒的架桥作用使介质的孔径缩小形成有效的阻挡。
恒压过滤常数测定实验之水城攒孽创作1实验目的1.1熟悉板框压滤机的构造和操纵方法。
1.2通过恒压过滤实验，验证过滤基本理论。
K、qe、τe及压缩性指数s的方法。
1.4了解过滤压力对过滤速率的影响。
2基来源根基理过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操纵过程，即在外力的作用下，悬浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，从而实现固、液分离。
因此，过滤操纵实质上是流体通过固体颗粒层的流动，而这个固体颗粒层（滤渣层）的厚度随着过滤的进行而不竭增加，故在恒压过滤操纵中，过滤速度不竭降低。
过滤速度 u定义为单位时间单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量。
影响过滤速度的主要因素除过滤推动力（压强差）p，滤饼厚度 L外，还有滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温度，过滤介质的阻力等。
过滤时滤液流过滤渣和过滤介质的流动过程基本上处在层流流动范围内，因此，可利用流体通过固定床压降的简化模型，寻求滤液量与时间的关系，可得过滤速度计算式：式中：u—过滤速度，m/s；V—通过过滤介质的滤液量，m3；A—过滤面积，m2；τ—过滤时间，s；q—通过单位面积过滤介质的滤液量，m3/m2；p—过滤压力（表压）pa；s—滤渣压缩性系数；μ—滤液的粘度，；r—滤渣比阻，1/m2；C—单位滤液体积的滤渣体积，m3/m3；Ve—过滤介质的当量滤液体积，m3；r‘—滤渣比阻，m/kg；C—单位滤液体积的滤渣质量，kg/m3。
对于一定的悬浮液，在恒温和恒压下过滤时，μ、r、C 和△p都恒定，为此令：于是式（1）可改写为：式中：K—过滤常数，由物料特性及过滤压差所决定， m2 / s。
将式（3）分离变量积分，整理得：即将式（4）的积分极限改为从 0到Ve和从 0到τe积分，则：将式（5）和式（6）相加，可得：式中：τ e—虚拟过滤时间，相当于滤出滤液量Ve所需时间，s。
再将式（7）微分，得：将式（8）写成差分形式，则式中：△q—每次测定的单位过滤面积滤液体积（在实验中一般等量分配），m3/ m2；q—相邻二个q值的平均值，m3/ m2。
1. 真空过滤实验数据的计算方法根据恒压过滤方程:(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dq d θ对 q 的关系，所得直线斜率为: k2，截距为e q k 2，从而求出，K ，q e 。
θe 由下式得:q 2e ＝K θe (3)当各数据点的时间间隔不大时，dqd θ可以用增量之比来代替。
即:q∆θ∆ 与 q 作图 在实验中，当计量瓶中的滤液达到100 ml 刻度时开始按表计时，做为恒压过滤时间的零点。
但是，在此之前吸滤早以开始，即计时之前系统内已有滤液存在，这部分滤液量可视为常量以q '表示，•这些滤液对应的滤饼视为过滤介质以外的另一层过滤介质，在整理数据时应考虑进去，则方程应改写为: ()q q kk q e '++=22∆θ∆ (4) AV q '=' 2. 计算举例（以0.02 MPa 为例）过滤漏斗的过滤面积: A ＝0.0692×(π/4)=0.003737 m 2滤浆浓度: 8%管内存液量: V1＝0.0692×(π/4)×0.01+0.0152×(π/4)×0.55=0.000135 m 3=135ml当计量瓶中的滤液达到100 ml 刻度时开始按表计时V2=100ml所以 V '=235ml过滤常数: K ，q e ，θe 的计算举例 从q∆θ∆～q 关系图上0.02MPa 直线得斜率:K2＝26902 K ＝0.743×10-4 m 3/m 2截距: ⎪⎭⎫ ⎝⎛'+e e q q K 2＝1944.4 0629.0003737.0102356=⨯='-e q (m 3/m 2) q e ＝0.009334(m 3/m 2)17.110743.0009334.0θ4-22=⨯==K q e e (秒) 按以上方法依次计算q ∆θ∆～q 关系图上2，3直线的过滤常数，见表一 以△P ─K 的关系在双对数坐标纸上做图压缩性指数 s 及物性常数 k 的计算。
3．非均相物系分离一、单选题1．在滞流区颗粒的沉降速度正比于（）。
D(A)（ρs-ρ）的1/2次方 (B)μ的零次方(C)粒子直径的0.5次方 (D)粒子直径的平方2．自由沉降的意思是（）。
D(A)颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计(B)颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度(C)颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用(D)颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程3．颗粒的沉降速度不是指（）。
B(A)等速运动段的颗粒降落的速度(B)加速运动段任一时刻颗粒的降落速度(C)加速运动段结束时颗粒的降落速度(D)净重力(重力减去浮力)与流体阻力平衡时颗粒的降落速度4．对于恒压过滤（）。
D(A)滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的倍(B)滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍(C)滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍(D)当介质阻力不计时，滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的倍5．回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为（）。
A(A) l (B)1/2 (C) 1/4 (D)1/36．以下说法是正确的（）。
B(A)过滤速率与S(过滤面积)成正比(B)过滤速率与S2成正比(C)过滤速率与滤液体积成正比(D)过滤速率与滤布阻力成反比7．叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为（）。
D(A) 1/2 (B)1/4 (C) 1/3 (D) l8．过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩进行恒速过滤，如滤液量增大一倍，则（）。
C(A)操作压差增大至原来的倍 (B)操作压差增大至原来的4倍(C)操作压差增大至原来的2倍 (D)操作压差保持不变9．恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量（）。
C(A)增大至原来的2倍 (B)增大至原来的4倍(C)增大至原来的倍 (D)增大至原来的1.5倍10．以下过滤机是连续式过滤机（）。
C(A)箱式叶滤机 (B)真空叶滤机(C)回转真空过滤机 (D)板框压滤机11．过滤推动力一般是指（）。
恒压过滤常数测定真验之阳早格格创做一、真验脚段1. 认识板框压滤机的构制战支配要领.2. 通过恒压过滤真验，考证过滤基础表里.3. 教会测定过滤常数K 、q e 、τe 及压缩性指数s 的要领.4. 相识过滤压力对付过滤速率的效率. 二、基根源基本理过滤是以某种多孔物量为介量去处理悬浮液以达到固、液分散的一种支配历程，即正在中力的效率下，悬浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介量的孔讲而固体颗粒被截留住去产死滤渣层，进而真止固、液分散.果此，过滤支配真量上是流体通过固体颗粒层的震动，而那个固体颗粒层（滤渣层）的薄度随着过滤的举止而不竭减少，故正在恒压过滤支配中，过滤速度不竭落矮.过滤速度u 定义为单位时间单位过滤里积内通过过滤介量的滤液量.效率过滤速度的主要果素除过滤推能源（压强好）△p ，滤饼薄度L 中，另有滤饼战悬浮液的本量，悬浮液温度，过滤介量的阻力等.过滤时滤液流过滤渣战过滤介量的震动历程基础上处正在层流震动范畴内，果此，可利用流体通过牢固床压落的简化模型，觅供滤液量与时间的关系，可得过滤速度估计式：（1）式中：u —过滤速度，m/s；V —通过过滤介量的滤液量，m3；A —过滤里积，m2；τ —过滤时间，s；q —通过单位里积过滤介量的滤液量，m3/m2；△p —过滤压力（表压）pa ；s —滤渣压缩性系数；μ—滤液的粘度，；r —滤渣比阻，1/m2；C —单位滤液体积的滤渣体积，m3/m3；Ve —过滤介量的当量滤液体积，m3；r′ —滤渣比阻，m/kg；C —单位滤液体积的滤渣品量，kg/m3.对付于一定的悬浮液，正在恒温战恒压下过滤时，μ、r、C战△p皆恒定，为此令：（2）于是式（1）可改写为：（3）式中：K—过滤常数，由物料个性及过滤压好所决断，m2/s将式（3）分散变量积分，整治得：（4）即 V2+2VV e=KA2τ （5）战从0到积分，则：将式（4）的积分极限改为从0到VeV e2=KA2τ （6）将式（5）战式（6）相加，可得：2(V+V e)dv= KA2(τ+τe) (7)所需时间，s.式中：—假制过滤时间，相称于滤出滤液量Veτe再将式（7）微分，得：2(V+V e)dv= KA2dτ （8）将式（8）写成好分形式，则（9）式中：Δq—屡屡测定的单位过滤里积滤液体积（正在真验中普遍等量调配），m3/ m2；Δτ—屡屡测定的滤液体积所对付应的时间，s；—相邻二个q值的仄衡值，m3/ m2.以Δτ/Δq为纵坐标，为横坐标将式（9）标画成背去线，可得该直线的斜率战截距，斜率：S=截距：I= q e则， K=,m2/s改变过滤压好△P，可测得分歧的K值，由K的定义式（2）二边与对付数得：(10)正在真验压好范畴内，若B为常数，则lgK～lg(△p)的关系正在直角坐标上应是一条直线，斜率为(1-s)，可得滤饼压缩性指数s.三、真验拆置与过程本真验拆置由空压机、配料槽、压力料槽、板框过滤机等组成，其过程示意如图1.图1 板框压滤机过滤过程1－气氛压缩机；2－压力灌；3－仄安阀；4，5－压力表；6－浑火罐；7－滤框；8－滤板；9－脚轮；10－通孔切换阀；11－调压阀；12－量筒；13－配料罐；14－天沟的悬浮液正在配料桶内配制一定浓度后，利用压好支进压力MgCO3不致重落，共时利用压缩气氛料槽中，用压缩气氛加以搅拌使MgCO3的压力将滤浆支进板框压滤机过滤，滤液流进量筒计量，压缩气氛从压力料槽上排空管中排出.板框压滤机的结构尺寸：框薄度20mm，每个框过滤里积2，框数2个.气氛压缩机规格型号：风量3/min，最大气压.四、真验步调1．真验准备（1）配料：正在配料罐内配制含MgCO10％～30％（wt. %）的火3悬浮液，（2）搅拌：开开空压机，将压缩气氛通进配料罐（空压机的出心小球阀脆持半开，加进配料罐的二个阀门脆持适合开度），使悬浮液搅拌匀称.搅拌时，应将配料罐的顶盖合上.MgCO3（3）设定压力：分别挨开进压力灌的三路阀门，空压机过去的压缩气氛经各定值安排阀分别设定为、战（出厂已设定，真验时不需要再调压.若欲做以上压力过滤，需安排压力罐仄安阀）.设定定值安排阀时，压力灌鼓压阀可略开.（4）拆板框：精确拆佳滤板、滤框及滤布.滤布使用前用火浸干，滤布要绷紧，不克不迭起皱.滤布紧揭滤板，稀启垫揭紧滤布.（注意：用螺旋压紧时，千万不要把脚指压伤，先缓缓转化脚轮使板框合上，而后再压紧）.（5）灌浑火：背浑火罐通进自去火，液里达视镜2/3下度安排.灌浑火时，应将仄安阀处的鼓压阀挨开.（6）灌料：正在压力罐鼓压阀挨开的情况下，挨开配料罐战压力罐间的进料阀门，使料浆自动由配料桶流进压力罐至其视镜1/2~2/3处，关关进料阀门.2．过滤历程（1）饱泡：通压缩气氛至压力罐，使容器内料浆不竭搅拌.压力料槽的排气阀应不竭排气，但是又不克不迭喷浆.（2）过滤：将中间单里板下通孔切换阀开到通孔通路状态.挨开进板框前料液进心的二个阀门，挨开出板框后浑液出心球阀.此时，压力表指示过滤压力，浑液出心流出滤液.（3）屡屡真验应正在滤液从搜集管刚刚流出的时间动做开初时刻，屡屡△V与800ml安排.记录相映的过滤时间△τ.每个压力下，丈量8～10个读数即可停止真验.若欲得到搞而薄的滤饼，则应每个压力下搞到不浑液流出为止.量筒接换接滤液时不要流逝滤液，等量筒内滤液停止后读出△V值.（注意：△V约800ml时替换量筒，那时量筒内滤液量并不是正佳800ml.要预先认识量筒刻度，不要挨碎量筒），别的，要流利单秒表轮流读数的要领.（4）一个压力下的真验完毕后，先挨开鼓压阀使压力罐鼓压.脱掉滤框、滤板、滤布举止荡涤，荡涤时滤布不要合.屡屡滤液及滤饼均支集正在小桶内，滤饼弄细后重新倒进料浆桶内搅拌配料，加进下一个压力真验.注意若浑火罐火缺累，可补充一定火源，补火时仍应挨开该罐的鼓压阀.3．荡涤历程（1）关关板框过滤的出进阀门.将中间单里板下通孔切换阀开到通孔关关状态（阀门脚柄与滤板仄止为过滤状态，笔直为荡涤状态）.（2）挨开荡涤液加进板框的出进阀门（板框前二个进心阀，板框后一个出心阀）.此时，压力表指示荡涤压力，浑液出心流出荡涤液.荡涤液速度比共压力下过滤速度小很多.（3）荡涤液震动约1min，可瞅察浑浊变更推断中断.普遍物料可不举止荡涤历程.中断荡涤历程，也是关关荡涤液出进板框的阀门，关关定值安排阀后进气阀门.4．真验中断（1）先关关空压机出心球阀,关关空压机电源.（2）挨开仄安阀处鼓压阀，使压力罐战浑火罐鼓压.（3）脱掉滤框、滤板、滤布举止荡涤，荡涤时滤布不要合.（4）将压力罐内物料反压到配料罐内备下次使用，或者将该二罐物料间接排空后用浑火浑洗.五、数据处理过滤里积A＝22．二种压好下的△τ/△q ～关系直线图2 △τ/△q ～关系直线（P=0.1GPa ） 图3 △τ/△q ～关系直线（P=0.2GPa ）表3 二种压好下的K 、q e 、τe 值3. 滤饼压缩性指数S 的供与图4 △τ/△q ～q 直线（P=0.1GPa ） 图5 lgK~lg △P直线由图4斜率为75718.7346，则K 3×10-5可知，MgCO 3滤饼压缩性指数S 非常小，该滤饼不可压缩. 六、分解计划从真验数据去瞅咱们的真验不是很很乐成，真验缺点比较大.特天是0.1GPa 下的真验数据，存留很大的缺点，直线拟合相关系数较小，截止中q e 战τe 的值皆偏偏小.制成真验缺点的主要本果有：（1）真验支配时流量出统制佳，阀门开太大了（2）板框不很佳的对接，引导有洪量的火不通过滤布便间接流下去被动做滤液（3）正在用火桶接火，称量的历程中火有溅出，正在接下一桶火之前火桶的火并已倒搞洁（4）计时爆收的随机缺点（5）MgCO3混同不匀称（6）仪器自己存留缺点.。
