过 滤 实 验

过滤常数的测定实验
实验目的
1.学习并掌握数学模型法处理工程问题的研究方法 2.了解过滤器的结构及操作
3.掌握测定过滤常数K、qe的基本原理和方法，了解过
滤常数的工程意义。
2 K r
Ve qe A
1 2
过滤

过滤是借一种能将固体物截留而让流体通过的多孔介 质，将固体物从液体或气体中分离出来的过程。 1）过滤操作涉及的几个名词

悬浮液
(体积分数 m3 固体/ m3悬浮液）
滤饼、滤液 过滤介质：织物、多孔固体、粒状介质


2）两种过滤方式 滤饼过滤: 架桥现象 深层过滤：例，水的净化
过滤

过滤的 推动力：重力或上下游截面的压差
1 2



不可压缩滤饼:滤饼的空隙率不随压差而改变 可压缩滤饼：滤饼的空隙率随压差而改变 r r0 s r 比阻 s 0, 不可压缩
过滤
恒压过滤
流体流过颗粒层的压降——数学模型法


简化物理模型 建立数学模型
l u 2 hf d 2
基本假设 爬流 模型检验和参数的估计 细管的内表面积=床层颗粒全部表面 康采尼方程
细管的全部流动空间=颗粒床层的空隙容积 滤液以层流通过滤饼的假设


数学模型法
u
2 K r dq K d 2(q qe )
1 1 1
1
q q1

1 2 (q q1 ) (qe q1 ) K K 1 2 (q q1 ) qe K K
1
q q1
3.写出一组数据的计算过程，即计算示例
τ1 = τ = q1= q=
加快过滤速率的途径
加压
加助滤剂:预敷，掺滤 改变悬浮液聚集状态：絮凝剂 无机电解质 升温，降低粘度 动态过滤
实验步骤
3 、恒压操作：在恒压的条件下，每上升1cm，交替 启动、停止二只秒表，计时计量，至滤液每上升时间 超过180秒时结束。


4、结束工作： 实验结束时,打开放气阀,先给过滤器泄压，然后 再拆卸过滤器。滤饼回收后，可重复使用。
实验数据处理的要求
1．以累计滤液量q和时间τ作图(必须用坐标纸作图)； ~ (q q ) 作图(必须用坐标纸作图)，求出K、qe 2．以 qq
s 0, 可压缩

为减小流体阻力，可加入助滤剂 助滤剂：硅藻土、珍珠岩、活性炭等 助滤剂加入方式：预敷，掺滤
过滤
dV dq u Ad τ dτ
V q A
A 过滤面积，m2； τ 过滤时间，s； V 通过过滤介质的滤液量m3。 过滤分类： 恒压过滤： p不变， u变小 恒速过滤：u不变, P改变 先恒速再恒压（0~0.08MPa)
1
本实验采用
1 2 (q q1 ) (qe q1 ) q q1 K K 1 2 (q q1 ) qe q q1 K K
1
实wenku.baidu.com测定数据

时间---秒表 q---清液桶上升高度或体积 τ1 = τ = q1= q=


实验步骤
碳酸钙(CaCO3)悬浮液的浓度约在8.0B左右
r r0 s s 0, 不可压缩 s 0, 可压缩
比阻
K , (1 ε)a 2 r ε3
恒压过滤
2 2 K r r0 dq K d 2(q qe )
K q0 (q qe )dq 2
q q
K
(1 s )
常数
P



0
dq ε3 1 ' 2 2 d τ (1 ε) a K μ L

康采尼方程
2 2 ( 1 ) a , K' u , Re 2 3 L
dq 1 2 u , d τ K (1 ) 2 a 2 μ L
dq K d τ r (q qe ) 2(q qe )
d
q 2qqe K
2

恒压过滤
其它条件下过滤了一段时间1得到滤液量q1
K qq1 (q qe )dq 2
q q
d

1

(q 2 q12 ) 2qe (q q1 ) K ( 1 ) (V 2 V12 ) 2Ve (V - V1 ) KA2 ( 1 )
（一）、准备工作： 1、板式过滤器的安装 由下至上：底座、滤板、滤布、框（凹面在上，凸面在下）、 分布板、盖板，随后对橇拧紧四个螺栓。 滤布在装上之前要用水先浸湿 2、滤液计量桶的准备
实验步骤
（二）、调试：
系统打循环数分钟后，一人缓慢打开料液阀，让压力慢慢上升， 同时，排气阀放气。另一位，两手各执一秒表，在有第一滴滤液 滴出时，迅速启动一个秒表，待控制压力阀的人通知他压力恒定 时，双手同时摁下秒表，即停止第一个秒表和启动另一个秒表， 并记下滤液上升的高度和所用的时间，这时所得的数据为非恒压 （恒速）操作的时间τ1和H1，经处理后可得q1