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实验二过滤实验
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,强化对过滤理论的理解。
(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
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。实验时,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
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。本实验利用计量桶对滤液量进行计量。
图2.1恒压过滤实验流程
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
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
(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?
(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?
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