过滤常数测定

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，验证过滤基本理论。 3. 学会测定过滤常数K、qe、τ

e及压缩性指数

s的方法。

4. 了解过滤压力对过滤速率的影响。 5. 学会有关测量与控制仪表的使用方法。

二、 实验原理

根据恒压过滤方程:(q＋qe)2＝K(θ＋θe) (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(1)式微分得:

d?22?q?qe (2) dqkkd?对 q 的关系，所得直线斜率为: dq 此为直线方程，于普通坐标系上标绘

22 ，截距为qe，从而求出，K，qe。在根据θe= qe / K，求出θe。

kk三、 实验装置流程示意图

四、 实验步骤及注意事项

（1）打开总电源空气开关，打开仪表电源开关。 （2）配制含CaCO38%~13％（质量）的水悬浮液。

（3）开启空压机，打开阀3，阀4，将压缩空气通入配料水槽，使CaCO3悬浮液搅拌均匀。

（4）正确装好滤板、滤框及滤布。滤布使用前用水浸湿，滤布要绷紧，不能起皱（注意：用螺旋压紧时，千万不要把手指压伤，先慢慢转动手轮使板框合上，然后再压紧）。

（5）关闭阀2，在压力料槽排气阀16打开的情况下，打开阀6，使料浆自动由配料桶流入压力槽至1/2~1/3处，关闭阀4，阀6。

（6）通压缩空气至压力贮槽，使容器内料浆不断搅拌。压力料槽的排气阀要不断缓缓排气，但又不能喷浆。

（7）打开1#电磁阀，打开阀2，阀5，阀7，阀10，阀12，阀14，开始实验。 （8）手动实验：每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时刻作为开始时刻。每次△V取为600-700ml左右，记录相应的过滤时间△t。要熟练双秒表轮流读数的方法，量筒交替接液时不要流失滤液。测量8~10个读数即可停止实验。打开2#电磁阀和阀8做中等压力实验。打开3#电磁阀，阀9，阀11做大压力实验。 （9）实验完毕关闭阀12，阀14，打开阀4，阀6，将压力料槽的悬浮液压回配料桶，关闭阀4。

（10）关闭阀2，阀5，打开排气阀16。 （11）关闭空气压缩机电源，关闭仪表电源。

五、 实验原始数据

P=0.12MPa 序号 1 2 3 4 5 6 7 8

P=0.15MPa V／L 5.522 10.70 △V／L 3.899 3.873 3.862 3.777 3.767 3.743 3.717 V／L 3.899 7.772 11.634 15.411 19.178 22.921 26.638 P=0.22MPa △V／L 4.474 4.452 4.412 4.405 4.397 4.377 4.351 4.315 V／L 4.474 8.952 13.338 17.743 22.14 26.517 30.868 35.183 △V／L 5.522 5.178 5.172 5.161 5.064 4.965 4.963 4.770 15.872 21.033 26.097 31.062 36.025 40.795 六、 数据处理

已知： △τ=20s A=0.038m2×2＝0.076m2

根据公式△q=△V／A可算得以下数据：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 △q P=0.12MPa q △τ／△q △q P=0.15MPa q △τ／△q 0.0589 0.0586 0.0581 0.0580 0.0579 0.0576 0.0573 0.0568 △q P=0.22MPa q 0.0589 0.1174 0.1755 0.2335 0.2913 0.3489 0.4062 0.4629 △τ／△q 339.74 682.84 1033.5 1380.3 1728.5 2083.6 2445.4 2818.1 0.0727 0.0727 275.26 0.0513 0.0513 389.84 0.0681 0.1408 587.10 0.0510 0.1023 784.92 0.0681 0.2088 881.67 0.0508 0.1531 1180.7 0.0679 0.2768 1178.0 0.0497 0.2028 1609.7 0.0666 0.3434 1500.8 0.0496 0.2523 2017.5 0.0653 0.4087 1836.9 0.0493 0.3016 2436.5 0.0653 0.4740 2143.9 0.0490 0.3505 2862.5 0.0628 0.5368 2549.3 ?q图：

由表可以得到低压下的q-??

图一 低压时q-??由图一可以得到：Y=4814.97283X-112.69164

22其中=4814.97283，qe=112.69164；

KK所以K?4.1537?10?4，qe?0.02346，??qeK?56.4810

同理可得中压时的q-???q图：

?q图

图二 中压时q-??由图二可以得到：Y=8281.613X-61.1018 22其中=8281.613，qe=61.1018；

KK所以K?2.4150?10?4，qe?0.007378，??qeK?30.5508

?q图

同理，高压时的q-???q图为：

图三 高压时q-??由图三可以得到：Y=6114.99163X-37.06018

22其中=6114.99163，qe=37.06018；

KK所以K?3.2707?10?4，qe?0.006061，??qeK?18.5299

?q图

七、 实验结果分析与讨论

误差分析：1.碳酸钙悬浮液搅拌不够充分2.滤布压的不够紧，出来的液体不够澄清3.读数时由于液体还在往下留，存在误差4.实验仪器本身存在误差5.过滤介质的阻力较大

6.实验中滤板和滤框间有严重漏水现象，使得实验误差很大。

八、 思考题解答

1.当你在某一恒压下所测得的k、qe、τ

e值后，若将过滤压强提高一倍，问上述

三个值将有何变化?

1?sK?2k(?p)由，得：过滤压强提高一倍，K提高到原来的2（1-s）倍。qe是由介质决定，与压强无关。根据τe= qe / K知，τ2.影响过滤速率的主要因素有哪些？ 1.过滤面积、2.压强降、3.滤液粘度

3.为什么过滤开始时，滤液常常有点浑浊，而过段时间后才变清？

开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，滤饼形成后且形成较密的滤饼，使颗粒不易通过。

e是变为原来的

1/2。qe和τ

e是

反映过滤介质阻力大小的常数，为常数（本实验默认滤饼不可压缩，S=0）

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