恒壓過(guò)濾常數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)(1).doc

序號(hào)：15化 工 原 理 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉板框壓濾機(jī)的構(gòu)造和操作方法；2. 通過(guò)恒壓過(guò)濾實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證過(guò)濾基本原理；3. 學(xué)會(huì)測(cè)定過(guò)濾常數(shù)K、qe、e及壓縮性指數(shù)S的方法；4. 了解操作壓力對(duì)過(guò)濾速率的影響；5. 學(xué)會(huì)有關(guān)測(cè)量與控制儀表的方法。2、 基本原理實(shí)驗(yàn)原理：過(guò)濾是以某種多孔物質(zhì)作為介質(zhì)來(lái)處理懸浮液的操作。在外力作用下，懸浮液中的液體通過(guò)介質(zhì)的孔道而固體顆粒被截留下來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。過(guò)濾操作中，隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行，固體顆粒層的厚度不斷增加，故在恒壓過(guò)濾操作中，過(guò)濾速率不斷降低。影響過(guò)濾速率的主要因素除壓強(qiáng)差、濾餅厚度外，還有濾餅和懸浮液的性質(zhì)，懸浮液溫度，過(guò)濾介質(zhì)的阻力等，在低雷諾數(shù)范圍內(nèi)，過(guò)濾速率計(jì)算式為：(1)由此可以導(dǎo)出過(guò)濾基本方程式：(2)恒壓過(guò)濾時(shí)，令k=1/rv，K=2kp1-s，q=V/A，qe=Ve/A，對(duì)(2)式積分得：(q+qe)2=K(+e)(3)K、q、qe三者總稱為過(guò)濾常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。對(duì)（3）式微分得：2(q+qe)dq=Kd (4)用/q代替d/dq，用代替q 。在恒壓條件下，用秒表和電子稱分別測(cè)定一系列時(shí)間間隔i，和對(duì)應(yīng)的濾液質(zhì)量M（除水的密度換算成體積Vi），可計(jì)算出一系列i、qi、i，在直角坐標(biāo)系中繪制/q的函數(shù)關(guān)系，得一直線，斜率為2/K，截距為2qe/K，可求得K和qe，再根據(jù)e=qe2/K，可得e。改變過(guò)濾壓差p，可測(cè)得不同的K值，由K的定義式兩邊取對(duì)數(shù)得： lgK=(1-S)lg(p)+lg(B)(5)在實(shí)驗(yàn)壓差范圍內(nèi)，若B為常數(shù)，則lgKlg(p)的關(guān)系在直角坐標(biāo)上應(yīng)是一條直線，斜率為(1-S)，可得濾餅壓縮性指數(shù)S。3、 實(shí)驗(yàn)裝置流程4、 實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)1、 開啟電源開關(guān)。關(guān)閉所有手動(dòng)閥門。2、 料液攪拌：開啟空壓機(jī)，打開閥3、緩慢微開閥4，將壓縮空氣通入配料槽，使CaCO3懸浮液攪拌均勻。（緩慢微開的目的，是為了防止氣體速度太快而沖料）3、安裝過(guò)濾系統(tǒng)：正確裝好濾板、濾框及濾布。濾布使用前用水浸濕。濾布要繃緊，不能起皺（注意：用螺旋壓緊時(shí)，千萬(wàn)不要把手指壓傷，先慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使板框合上，然后再壓緊）。4、重力灌料：等配料槽料液攪拌均勻后，關(guān)閉閥2，在壓力槽排球閥16打開的情況下，打開閥4、閥6，使料漿自動(dòng)由配料桶流入壓力料槽至其視鏡1/21/3處，關(guān)閉閥4、閥6。5、壓力料槽攪料：通壓縮空氣至壓力料槽，使容器內(nèi)料漿不斷攪拌，壓力料槽的排氣閥要不斷緩緩排氣。至混濁時(shí)停止。6、壓力料槽穩(wěn)壓：打開1#氣路，打開閥2、閥5、閥7、閥10、閥12、閥14，開始試驗(yàn)。7、開啟過(guò)濾段閥門，開始計(jì)時(shí)：每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)在濾液從匯集管剛流出的時(shí)刻作為開始時(shí)刻。每20秒記錄一次V變化量。測(cè)量810個(gè)讀數(shù)即可停止實(shí)驗(yàn)。8、切換氣路，壓力穩(wěn)定后重復(fù)過(guò)濾實(shí)驗(yàn)。9、料液壓回：實(shí)驗(yàn)完關(guān)閉閥2、閥4，打開閥4、閥6，將壓力料槽的懸浮液壓回配料桶。10、清洗濾布：打開板框，觀察濾餅的形狀。用過(guò)濾出來(lái)的清水洗滌濾布，將水倒回料液槽供下次實(shí)驗(yàn)用。11、關(guān)閉空氣壓縮機(jī)電源，關(guān)閉儀表電源，打掃衛(wèi)生。5、 原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（附頁(yè)）低壓（0.15MPa）中壓（0.21MPa）高壓（0.24MPa）時(shí)間t/s濾液質(zhì)量m/kg時(shí)間t/s濾液質(zhì)量m/kg時(shí)間t/s濾液質(zhì)量m/kg00.95400.68700.491201.418201.072200.743401.823401.419400.984602.197601.732601.215802.542802.019801.4371002.8601002.2961001.6411203.1541202.5601201.8481403.4351402.8061402.0401603.7021603.0401602.2236、 數(shù)據(jù)處理q =Ve/A=m/(A)=1000kg/m3,A為濾餅面積，A=0.11*0.11*2=0.0242m2低壓（0.15MPa）中壓（0.21MPa）高壓（0.24MPa）q m3/m2qm3/m2 /qsm2/m3qm3/m2qm3/m2/qsm3/m2qm3/m2qm3/m2/qsm3/m20.01917 0.01917 1043.103 0.00000 0.01591 1257.143 0.01041 0.01041 1920.635 0.03591 0.01674 1195.062 0.01591 0.01434 1394.813 0.02037 0.00996 2008.299 0.05136 0.01545 1294.118 0.03025 0.01293 1546.326 0.02992 0.00955 2095.238 0.06562 0.01426 1402.899 0.04318 0.01186 1686.411 0.03909 0.00917 2180.180 0.07876 0.01314 1522.013 0.05504 0.01145 1747.292 0.04752 0.00843 2372.549 0.09091 0.01215 1646.259 0.06649 0.01091 1833.333 0.05607 0.00855 2338.164 0.10252 0.01161 1722.420 0.07740 0.01017 1967.480 0.06401 0.00793 2520.833 0.11355 0.01103 1812.734 0.08756 0.00967 2068.376 0.07157 0.00756 2644.809 圖1： 低壓時(shí)/qq的關(guān)系 由上表可知：2/k=8154.59,所以k=2.4526*10-4m2/s,截距(2/k)*qe=967.20，所以qe=0.1186m3/m2因?yàn)閑=qe/k,所以e=483.6s 圖2：中壓時(shí)/qq的關(guān)系 由上表可知：2/k=9975.53,所以k=2.005*10-4m2/s,截距(2/k)*qe=1146.50，所以qe=0.1149m3/m2因?yàn)閑=qe/k,所以e=573.25s圖3：高壓時(shí)/qq的關(guān)系由上表可知：2/k=11745.58,所以k=1.7028*10-4m2/s,截距(2/k)*qe=1826.20，所以qe=0.1555m3/m2因?yàn)閑=qe/k,所以e=913.22s7、 結(jié)果分析與討論1. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中即使濾布夾得很緊，還是發(fā)生了較為嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象，使實(shí)驗(yàn)存在較大的誤差。2. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在進(jìn)行調(diào)壓時(shí)，壓力開始時(shí)不穩(wěn)定，導(dǎo)致濾液開始時(shí)流速不穩(wěn)，影響數(shù)據(jù)記錄。3. 時(shí)間間隔為20s，相隔比較短，時(shí)間控制不好就更會(huì)導(dǎo)致誤差的偏大。八、思考題解答當(dāng)你在某一恒壓下所測(cè)得的K，qe，e值后，若將過(guò)濾壓強(qiáng)提高一倍，問(wèn)上述三個(gè)值將有何變化？K逐漸變大，qe也將逐漸變大，e逐漸變小2、影響過(guò)濾速率的主要因素有哪些？?jī)x器的阻力，以及由于在濾布上所積累的濾餅越來(lái)越多，導(dǎo)致阻力增大，所濾液經(jīng)過(guò)的