化工专业化工原理实验过滤.docx
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化工专业化工原理实验过滤
实验二过滤实验
1实验目的
（1）了解过滤设备的构造和操作方法。
（2）掌握过滤问题的简化工程处理方法。
（3）测定在恒压操作时的过滤常数K，qe，τe，并以实验所得结果验证过滤方程式，增进对过滤理论的理解。
（4）改变压强差重复上述操作，测定压缩指数s和物料特性常数k（选做）。
2基本原理
过滤过程是将悬浮液送至过滤介质及滤饼一侧，在其上维持另一侧较高的压力，液体则通过介质而成滤液，而固体粒子则被截留逐渐形成滤饼。
过滤速度由过滤介质两端的压力差及过滤介质的阻力决定。
过滤介质阻力由二部分组成，一为过滤介质，一为滤饼（先沉积下来的滤饼成为后来的过滤介质）。
因为滤饼厚度（亦即滤饼阻力）随着时间而增加，所以恒压过滤速度随着时间而降低。
对于不可压缩性滤饼，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：
（2.1）
（2.1）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（2.1）式微分，可以得到:
（2.2）
当各数据点的时间间隔不大时，dθ/dq可以用增量之比△θ/△q来代替，即:
（2.3）
式（2.3）为一直线方程。
试验时，在恒压下过滤要测定的悬浮液，测出过滤时间θ及滤液累积量q的数据，在直角坐标纸上标绘△θ/△q对
的关系，所得直线斜率为2/K，截距为2qe/K，从而可以分别得到K和qe。
式（2.1）中的θe可由下式获得：
（2.4）
其中，过滤常数K的定义式为：
（2.5）
将式（2.5）两边取对数，得到：
（2.6）
因为s为常数，k＝1/（μr0v），k也为常数，故在双对数坐标体系中，K与△p为线性关系，直线的斜率为1-s，截距为lg（2k），由此可分别计算出压缩性指数s和物料的特性常数k。
3实验装置
3.1实验装置流程
如图2.1所示，滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液（浓度在6%～8%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。
利用计量桶对滤液进行计量。
图2.1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－板框压滤机；9－压紧装置；10－滤浆槽；11－进料阀；12－旋涡泵；13－计量桶
实验装置中过滤、洗涤管路如图2.2所示：
图2.2过滤、洗涤管路示意图
3.2主要设备与仪器规格及参数
过滤实验装置主要设备及仪器规格参数见表2.1。
表2.1主要设备与仪器规格及参数
序号
名称
规格及参数
1
搅拌器
型号KDZ-1，功率160w，转速3200r/min
2
过滤板
160×180×11（mm×mm×mm）
3
滤布
工业用，过滤面积0.0475m2
4
计量桶
长327mm、宽286mm
4实验步骤与注意事项
4.1实验步骤
过滤实验操作步骤主要包括：
（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、4、11处于全开、其它阀门处于全关状态。
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10mm所用的时间。
当计量桶13读数为150mm时停止计时，并立即关闭入口阀6。
（5）调节阀门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）改变压力或其它条件，从步骤
（2）开始重复上述实验。
（7）每组实验结束后，用洗水管路对滤饼进行洗涤，测洗涤时间和洗水量。
（8）实验结束时，将阀门11接上自来水、阀门4接通下水，关闭阀门3，对泵及滤浆进出口管进行冲洗。
4.2注意事项
（1）过滤板与框之间的密封垫片位置应放正，过滤板与框的滤液进出口对齐。
用摇柄把过滤设备压紧，以免漏液。
（2）计量桶的流液管口应贴桶壁，否则液面波动影响读数。
（3）实验结束时关闭阀门3。
用阀门11、4接通自来水对泵及滤浆进出口管进行冲洗，切忌将自来水灌入储料槽中。
（4）电动搅拌器为无级调速。
使用时首先接上系统电源，打开调速器开关，调速钮一定由小到大缓慢调节，切勿反方向调节或调节过快损坏电机。
（5）启动搅拌前，用手旋转一下搅拌轴以保证顺利启动搅拌器。
5实验记录
过滤实验原始数据集整理见表2.2。
6实验数据整理
（1）根据实验数据，线性标绘△θ/△q与
之间的关系，从而获得过滤常数K、qe和θe。
（2）根据实验数据，在双对数坐标系中，线性标绘K与△p之间的关系，从而获得压缩性指数s和物料的特性常数k（此部分为选作实验内容）。
7思考题
（1）为什么过滤开始时，滤液常常有一点浑浊，过一段时间才转清？
答在过滤中，主要靠滤饼层。
刚开始没有滤饼层，过滤效果不佳，随着滤饼层的增厚，滤液就变清了.
（2）在恒压过滤中，初始阶段为什么不采取恒压操作？
（3）如果滤液的粘度比较大，你考虑用什么方法改善过滤速率？
（4）当操作压强增加一倍，其K值是否也增加一倍？
要得到同样的过滤量时，其过滤时间是否缩短一半？
表2.2过滤实验原始数据及整理结果（实验装置编号）
序号
高度
q（m/m）
qav（m/m）
压差p=，Pa
压差p=，Pa
压差p=，Pa
时间，s
Δθ，s
Δθ/Δq
时间θ，s
Δθ，s
Δθ/Δq
时间，s
Δθ，s
Δθ/Δq
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
当我被上帝造出来时，上帝问我想在人间当一个怎样的人，我不假思索的说，我要做一个伟大的世人皆知的人。
于是，我降临在了人间。
我出生在一个官僚知识分子之家，父亲在朝中做官，精读诗书，母亲知书答礼，温柔体贴，父母给我去了一个好听的名字：
李清照。
小时侯，受父母影响的我饱读诗书，聪明伶俐，在朝中享有“神童”的称号。
小时候的我天真活泼，才思敏捷，小河畔，花丛边撒满了我的诗我的笑，无可置疑，小时侯的我快乐无虑。
“兴尽晚回舟，误入藕花深处。
争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭。
”青春的我如同一只小鸟，自由自在，没有约束，少女纯净的心灵常在朝阳小，流水也被自然洗礼，纤细的手指拈一束花，轻抛入水，随波荡漾，发髻上沾着晶莹的露水，双脚任水流轻抚。
身影轻飘而过，留下一阵清风。
可是晚年的我却生活在一片黑暗之中，家庭的衰败，社会的改变，消磨着我那柔弱的心。
我几乎对生活绝望，每天在痛苦中消磨时光，一切都好象是灰暗的。
“寻寻觅觅冷冷清清凄凄惨惨戚戚”这千古叠词句就是我当时心情的写照。
最后，香消玉殒，我在痛苦和哀怨中凄凉的死去。
在天堂里，我又见到了上帝。
上帝问我过的怎么样，我摇摇头又点点头，我的一生有欢乐也有坎坷，有笑声也有泪水，有鼎盛也有衰落。
我始终无法客观的评价我的一生。
我原以为做一个着名的人，一生应该是被欢乐荣誉所包围，可我发现我错了。
于是在下一轮回中，我选择做一个平凡的人。
我来到人间，我是一个平凡的人，我既不着名也不出众，但我拥有一切的幸福：
我有温馨的家，我有可亲可爱的同学和老师，我每天平凡而快乐的活着，这就够了。
天儿蓝蓝风儿轻轻，暖和的春风带着春的气息吹进明亮的教室，我坐在教室的窗前，望着我拥有的一切，我甜甜的笑了。
我拿起手中的笔，不禁想起曾经作诗的李清照，我虽然没有横溢的才华，但我还是拿起手中的笔，用最朴实的语言，写下了一时的感受：
人生并不总是完美的，每个人都会有不如意的地方。
这就需要我们静下心来阅读自己的人生，体会其中无尽的快乐和与众不同。
“富不读书富不久，穷不读书终究穷。
”为什么从古到今都那么看重有学识之人？
那是因为有学识之人可以为社会做出更大的贡献。
那时因为读书能给人带来快乐。
自从看了《丑小鸭》这篇童话之后，我变了，变得开朗起来，变得乐意同别人交往，变得自信了……因为我知道：
即使现在我是只“丑小鸭”，但只要有自信，总有一天我会变成“白天鹅”的，而且会是一只世界上最美丽的“白天鹅”……
我读完了这篇美丽的童话故事，深深被丑小鸭的自信和乐观所折服，并把故事讲给了外婆听，外婆也对童话带给我们的深刻道理而惊讶不已。
还吵着闹着多看几本名着。
于是我给外婆又买了几本名着故事，她起先自己读，读到不认识的字我就告诉她，如果这一面生字较多，我就读给她听整个一面。
渐渐的，自己的语文阅读能力也提高了不少，与此同时我也发现一个人读书的乐趣远不及两个人读的乐趣大，而两个人读书的乐趣远不及全家一起读的乐趣大。
于是，我便发展“业务”带动全家一起读书……现在，每每遇到好书大家也不分男女老少都一拥而上，争先恐后“抢书”，当我说起我最小应该让我的时候，却没有人搭理我。
最后还把书给撕坏了，我生气地哭了，妈妈一边安慰我一边对外婆说：
“孩子小，应该让着点。
”外婆却不服气的说：
“我这一把年纪的了，怎么没人让我呀？
”大家人你一言我一语，谁也不肯相让……读书让我明白了善恶美丑、悲欢离合，读一本好书，犹如同智者谈心、谈理想，教你辨别善恶，教你弘扬正义。
读一本好书，如品一杯香茶，余香缭绕。
读一本好书，能使人心灵得到净化。
书是我的老师，把知识传递给了我；书是我的伙伴，跟我诉说心里话；书是一把钥匙，给我敞开了知识的大门；书更是一艘不会沉的船，引领我航行在人生的长河中。
其实读书的真真乐趣也就在于此处，不是一个人闷头苦读书；也不是读到好处不与他人分享，独自品位；更不是一个人如痴如醉地沉浸在书的海洋中不能自拔。
而是懂得与朋友，家人一起分享其中的乐趣。
这才是读书真正之乐趣呢！
这所有的一切，不正是我从书中受到的教益吗？
我阅读，故我美丽；我思考，故我存在。
我从内心深处真切地感到：
我从读书中受到了教益。
当看见有些同学宁可买玩具亦不肯买书时，我便想到培根所说的话：
“世界上最庸俗的人是不读书的人，最吝啬的人是不买书的人，最可怜的人是与书无缘的人。
”许许多多的作家、伟人都十分喜欢看书，例如毛泽东主席，他半边床上都是书，一读起书来便进入忘我的境界。
书是我生活中的好朋友，是我人生道路上的航标，读书，读好书，是我无怨无悔的追求。
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