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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗三 過濾實驗一、實驗?zāi)康?1.熟悉板框壓濾機的結(jié)構(gòu)。 2.學(xué)會板框壓濾機的操作方法。 3.測定一定物料恒壓過濾方程中的過濾常數(shù)和,確定恒壓過濾方程。二、實驗原理過濾是一種能將固體物截流而讓流體通過的多孔介質(zhì),將固體物從液體或氣體中分離出來的過程。因此過濾在本質(zhì)上是流體通過固體顆粒層的流動。所不同的是這個固體顆粒層的厚度隨著過濾過程的進行而不斷增加。因此在勢能差 變的情況下,單位時間通過過濾介質(zhì)的液體量也在不斷下降,即過濾速度不斷降低。過濾速度 的定義是單位時間、單位過濾面積內(nèi)通過過濾介質(zhì)的濾液量,即:,式中代表過濾面積,代表過濾時間,代表濾液量 。影響過濾速度的主

2、要因素除勢能差、濾餅厚度外,還有濾餅和懸浮液(含有固體粒子的流體)性質(zhì)、懸浮液溫度、過濾介質(zhì)的阻力等,故難以用嚴(yán)格的流體力學(xué)方法處理。比較過濾過程與流體經(jīng)過固定床的流動可知:過濾速度,即為流體經(jīng)過固定床的表觀速度 。同時,液體在細(xì)小顆粒構(gòu)成的濾餅空隙中的流動屬于低雷諾范圍。因此,可利用流體通過固體床壓降的簡化數(shù)學(xué)模型,尋求濾液與時間的關(guān)系。在低雷諾數(shù)下,可用康采尼(Kozeny)的計算式,即:對于不可壓縮的濾餅,由上式可以導(dǎo)出過濾速率的計算式為:式中:, 為形成與過濾介質(zhì)阻力相等的濾餅層所得的濾液量 ;為濾餅的比阻;為單位體積濾液所得到的濾餅的體積;為濾液的粘度; 為過濾常數(shù)。在恒壓差過濾時,

3、上述微分方程積分后可得:。由上述方程可計算在過濾設(shè)備、過濾條件一定時,過濾一定濾液量所需要 的時間或者在過濾時間、過濾條件一定時為了完成一定生產(chǎn)任務(wù),所需要的過濾設(shè)備大小。在利用上述方程計算時,需要知道、等常數(shù),而、常數(shù)只有通過實驗才能測定。在用實驗方法測定過濾常數(shù)時,需將上述方程變換成如下形式:因此,實驗時只要維持操作壓強恒定,計取過濾時間和相應(yīng)的濾液量以 作圖得直線。讀取直線斜率和截距,求取常數(shù)和 的值?;蛘邔⒑偷臄?shù)據(jù)用最小二乘法求取和值,進而計算和的值。若在恒壓過濾的時間內(nèi)已通過單位過濾面的濾液,則在至及至范圍內(nèi)將上述微積分方程積分整理后得:上述表明和為線性關(guān)系,從而能方便地求出過濾常數(shù)

4、和。用最小二乘法回歸直線方程時,設(shè)回歸方程為,則,三、實驗裝置和流程 1. 裝置 實驗裝置由配料桶、供料泵、圓形過濾機、濾液計量筒及空氣壓縮機等組成??蛇M行過濾、洗滌和吹干三項操作過程。碳酸鈣()或碳酸鎂()的懸浮液在配料桶內(nèi)配制成一定濃度后,為阻止沉淀,料液由供料泵管路循環(huán)。配料桶中用壓縮空氣攪拌,漿液經(jīng)過濾機過濾后,濾液流入計量筒。過濾完畢后,亦可用洗滌水洗滌和壓縮空氣吹干。 2.實驗流程 本實驗的流程如下圖所示。圖中給出了兩套裝置的流程。四、實驗操作步驟及要點 1.實驗可選用粉末配制成濾漿,其量約占料桶的2/3 左右,配制濃度在8.0左右(約10%,wt)。 2.料桶內(nèi)濾漿可用壓縮空氣和

5、循環(huán)泵進行攪拌,桶內(nèi)表壓強控制在,不能超過料桶承受的壓強。 3. 濾布在裝上之前要先用水浸濕。 4. 實驗操作前,應(yīng)先讓供料泵通過循環(huán)管路,循環(huán)操作一段時間,過濾時也要保證料液循環(huán)。結(jié)束后,應(yīng)關(guān)閉料桶上的出料閥,打開旁路上清水管路清洗供料泵,以防止在泵體內(nèi)沉積。 5. 實驗初始階段不是恒壓操作。因此可采用二只秒表交替計時,記下時間和濾液量,并確定恒壓開始時間和相應(yīng)的濾液量。過濾壓強不要超過。 6. 當(dāng)濾液量很少時,濾渣已充滿濾框后,過濾階段可結(jié)束。五、實驗數(shù)據(jù)記錄過濾物系: 輕質(zhì)碳酸鈣 計量筒直徑: 圓板過濾器直徑: 內(nèi)徑150mm 框厚: 過濾操作壓強: 0.066MPa 料液濃度: 料液溫

6、度: 實驗數(shù)據(jù)記錄表序號時間間隔(s)間隔中的濾液量(L)1(恒壓前)12.70.6102100.4203100.3404100.3205100.2906100.2707100.2408100.1989100.18010100.15611100.12012100.11413100.11014100.096六、實驗數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理結(jié)果如表所示,以序2為例寫出計算過程。序號間隔時間間隔濾液量累計濾液量112.70.6134.520.6102100.4223.771.0303100.3419.241.3704100.3218.111.6905100.2916.411.9806100.2715.282

7、.2507100.2413.582.4908100.19811.202.6889100.1810.192.86810100.1568.833.02411100.126.793.14412100.1146.453.25813100.116.223.36814100.0965.433.464 續(xù)表序號累計累計時間10.34512.720.58322.7420.80.23830.77532.7465.00.43040.95642.7490.90.61151.12052.7516.00.77561.27362.7538.80.92871.40972.7564.01.06481.52182.7595.3

8、1.17691.62392.7626.11.278101.711102.7658.81.366111.779112.7697.41.434121.844122.7734.11.498131.906132.7768.91.561141.960142.7804.91.615計算過程(以序號2為例)七、實驗結(jié)果及討論1.將表中數(shù)據(jù)描點,根據(jù)直線的斜率和截距求出和,并寫出恒壓過濾方程。答:2.用最小二乘法求取斜率和截距并由此求出和,與圖解求出的比較。 答: 3.本實驗如何洗滌濾餅?答:采用橫穿洗滌法,洗滌液穿過兩層濾布及整個厚度的濾餅,流徑長度約為過濾終時濾液流動路徑的兩倍,而洗滌液流通的面積又僅為過濾面積的一半。4.本實驗如何吹干濾餅?答:隨著過濾時間的增加,被截留在濾網(wǎng)上的固體雜質(zhì)越來越多,使濾餅厚度不斷增加, 這 樣使過濾阻力增大,罐內(nèi)壓力升高,當(dāng)壓力升到一定值時需要排渣,停止向灌內(nèi)輸 入待濾液并將壓縮空氣經(jīng)溢流管吹入罐內(nèi),將罐內(nèi)待濾液壓入另一臺過濾機或其他容 器內(nèi),并吹干濾餅。5

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