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
dq
d 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
)()(2
e e K q q θθ+=+
（1）
式中q —单位过滤面积获得的滤液体积，2
3/m m ；
e q —单位过滤面积上的当量滤液体积，2
3/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 K
q K dq d 2
2+=θ （2） 这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘q dq
d -θ
的关系，可得直线。其斜率为K 2，截
距为
e q K
2
，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=K
2q+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 ´）。
过滤常数的定义式：s p k K -∆=12
(5) 两边取对数： )2lg(lg )1(lg k p s K +∆-=
(6)
因常数='=
ν
μr k 1
，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
操作步骤：
1、开动电动搅拌器将滤浆桶内滤浆搅拌均匀（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
过滤实验原始及整理数据表 斜率 截距 压差（Pa ） K qe θe 18516 2359.6 30000 0.0001080 5.9×10-2 3.22×101 11427 1364.4 50000 0.0001750 5.10×10-2 1.48×101 8916.5
911 70000 0.0002243 3.37×10-2
0.508×101
k=5×10-9 s=0.13
第一套Δθ/Δq——q 曲线
y = 8916.5x + 911.07
y = 18516x + 2359.6
y = 11427x + 1364.40
1000
2000300040005000600070008000
9000100000.0000.0200.0400.0600.0800.1000.1200.1400.1600.180
q (m 3/m 2)
Δθ/Δq (m 3/m 2)
0.03Mpa 0.05MPa
0.07MPa
图一 恒压过滤实验流程示意图
1─滤浆槽; 2─过滤漏斗; 3─搅拌电机; 4─真空旋塞. 5─积液瓶; 6─真空压力表; 7─针型放空阀; 8─缓冲罐.
9─真空泵; 10─放液阀; 11─真空胶皮管.
