恒压过滤实验报告数据处理

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恒压过滤实验报告数据处理

恒压过滤实验报告数据处理3篇

【篇1】恒压过滤实验报告数据处理

恒压过滤实验

一.实验目的:

1).熟悉板框压滤机的构造和操作方法;

2).测定恒压过滤操作时的过滤常数和压缩指数

3).了解操作压力对过滤速率的影响;

四:实验步骤

1)      配制含CaCO3 8%~13%(wt。%)的水悬浮液;

2)      熟悉实验装置流程;

3)      仪表上电:打开总电源空气开关,打开仪表电源开关,打开24V电源开关;

4)      开启空气压缩机;

5)      正确装好滤板、滤筐及滤布。滤布使用前先用水浸湿。滤布要绑紧,不能起绉(用丝杆压紧时,千万不要把手压伤,先慢慢转动手轮使板筐合上,然后再压紧);

6)      打开阀(3)、(2)、(4),将压缩空气通入配料水,使CaCO3悬浮液搅拌均匀;

7)      关闭阀(2),打开压力料槽排气阀(12),打开阀(6),使料浆由配料桶流入压力料槽至1/2~2/3处,关闭阀(6);

8)      打开阀(5),后打开1#电磁阀,打开阀(7)、阀(10),开始做低压过滤实验;

9)      手动实验方法: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ΔV取为800ml左右,记录相应的过滤时间Δτ。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。等量筒内滤液静止后读出ΔV值和记录Δτ值。测量8~10个读数即可停止实验。关闭阀(7)、阀(10),打开3#电磁阀和阀(11),重复上述操作做中等压力过滤实验。关闭阀(9)、阀(11)打开2#电磁阀和阀(8)重复上述操作做高压力过滤实验。

10)   实验完毕关闭阀(8),打开阀(6)、(4),将压力料槽剩余的悬浮液压回配料桶,关闭阀(4),(6)。

11)   打开排气阀(12),卸除压力料槽内的压力。然后卸下滤饼,清洗滤布、滤框及滤板。

12)   关闭空气压缩机电源,关闭24VDC电源,关闭仪表电源及总电源开关。

五:实验数据处理及分析

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因为2/K=2600.8,所以K=7.6899*10-4,

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同理K=16.0333*10-4

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同理K=28.3495*10-4

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六.实验结果分析

1.从Δp图上可看出在压力恒定的情况下,Δτ/Δq与q基本成线性关系,符合理论公式,通过改变实验过程中的过滤压差Δp,可以测得不同的康采尼常数K,

随着压差Δp的变大,由书中P134页(3—71)公式,两边取对数可以得到,其中k是物料特性常数,S是滤饼压缩性常数,因此理论上应该得到一条直线,我们做出的线R2拟合度较高,证明了我们测量过程中K值确实是一个恒定的常数。

2.由lgK-lgΔP图可以看出随着因为随着压力差ΔP的变大,康采尼常数K的值逐渐变大,使得更容易过滤,过滤速度更快,所需的时间变短。但qe、Te是反应过滤介质阻力大小的量,与压差变化无关,在过滤中,主要靠滤饼层。刚开始没有滤饼层,过滤效果不好,滤液浑浊,随着滤饼层的增厚,滤液就变清了。

3.由开始过滤时,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。随着过滤的进行,虽然压力不变,但是过滤的滤渣积压压缩成滤饼,随着滤饼的增厚,滤液通过的滤饼的阻力加大,滤液越来越难通过滤饼,甚至在过一段时间后,过滤就会因为阻力大而停滞。

4.造成实验误差的主要原因有:

(1)中压下实验操作时流量没控制好,阀门开太大了;

(2)板框没有很好的连接,导致有大量的水没有经过滤布就直接流下来被作为滤液;

(3)在用水桶接水,称量的过程中水有溅出;
在接下一桶水之前水桶的水并未倒干净;

(4)计时时,产生的随机误差;

(5)CaCO3没有搅拌均匀,而是成块状的;

(6)仪器本身存在误差。

七.思考题

1)为什么开始过滤时滤液常常有一点混浊?过一段时间才会清?

答: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。

2)实验数据中第一点有无偏低或偏离现象?怎样解释?如何对待第一点数据?

答:一,由于过滤开始时,未形成滤饼介质,滤布的缝隙相对较大,阻力较小,过滤速度较快。纵坐标Δτ/Δq或T/q较小,故偏低;
二、如果过滤开始时,过滤管道中已存在滤液,则对应第一个Δq,过滤时间变小,导致纵坐标Δτ/Δq或T/q较小,故偏低;

三、综上,故偏低。四、说明Δτ/Δq或T/q对q作图是两种不同的数据处理方法。在实验数据处理的过程中我们对第一个点可以忽略不计,从以后的点连线得到直线,若要得到第一点信息,只要在直线上找出对应的点即可得到相应的信息。

3)Δq取大些好还是取小些好?同一次实验,Δq值不同,所得出的K值、qe值会不会不同?

答:

4)作直线求K及qe时,直线为什么要通过矩形顶边的中点?

答:

4)滤浆浓度和过滤压强对K值有何影响?

答:

6)过滤压强增加一倍后,得到同样滤液质量所需的时间是否也减少一半?

答:

7)影响过滤速率的因素有哪些?

答:

【篇2】恒压过滤实验报告数据处理

一、实验课程名称:化工原理二、实验项目名称:恒压过滤常数测定实验三、实验目的和要求:

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,验证过滤基本原理;

3.学会测定过滤常数K、qe、τe及压缩性指数S的方法;

4.了解操作压力对过滤速率的影响。

四、实验内容和原理

实验内容:测定时间与滤液量的变化关系,绘制相关图表,求出过滤常数K及压缩性指数S。

实验原理:过滤是以某种多孔物质作为介质来处理悬浮液的操作。在外力作用下,悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截留下来,从而实现固液分离。过滤操作中,随着过滤过程的进行,固体颗粒层的厚度不断增加,故在恒压过滤操作中,过滤速率不断降低。

影响过滤速率的主要因素除压强差、滤饼厚度外,还有滤饼和悬浮液的性质,悬浮液温度,过滤介质的阻力等,在低雷诺数范围内,过滤速率计算式为:

(2)

恒压过滤时,令k=1/μr’v,K=2k△p1-s,q=V/A,qe=Ve/A,对(2)式积分得:

(q+qe)2=K(τ+τe) (3)

K、q、qe三者总称为过滤常数,由实验测定。

对(3)式微分得:
2(q+qe)dq=Kdτ

(4)

用△τ/△q代替dτ/dq,用代替q 。在恒压条件下,用秒表和电子称分别测定一系列时间间隔△τi,和对应的滤液质量△M(除水的密度换算成体积△Vi),可计算出一系列△τi、△qi、i,在直角坐标系中绘制△τ/△q~的函数关系,得一直线,斜率为2/K,截距为2qe/K,可求得K和qe,再根据τe=qe2/K,可得τe。

改变过滤压差△p,可测得不同的K值,由K的定义式两边取对数得:

lgK=(1-S)lg(△p)+lg(2k) (5)

在实验压差范围内,若k为常数,则lgK~lg(△p)的关系在直角坐标上应是一条直线,斜率为(1-S),可得滤饼压缩性指数S,进而确定物料特性常数k。

五、主要仪器设备

实验装置如图1-1所示:

图1-1 板框压滤机过滤流程

CaCO3的悬浮液在配料桶内配制一定浓度后,利用压差送入压力料槽中,用压缩空气搅拌,同时利用压缩空气将滤浆送入板框压滤机过滤,滤液流入量筒计量,压缩空气从压力料槽排空管排出。

板框压虑机的结构尺寸:框厚度11mm,过滤总面积 0.0471m2。

空气压缩机规格型号:V- 8,最大气压。

六、操作方法与实验步骤

(一)实验步骤:

1.配制含CaCO33%~5%(wt%)的水悬浮液。

2.开启空压机,关闭阀1、阀4、阀5,打开阀3、阀2,,将压缩空气通入配料槽,使CaCO3悬浮液搅拌均匀。

3.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)。

4.等配料槽料液搅拌均匀后,关闭阀3,打开阀5及压力料槽上的排气阀,使料浆自动由配料桶流入压力料槽至其视镜2/3处,关闭阀2、阀5。

5.打开阀4,通压缩空气至压力料槽,使容器内料浆不断搅拌。压力料槽的排气阀应不断排气,但又不能喷浆。

6.调节压力料槽的压力到需要的值(20~50kpa)。主要依靠调节压力料槽出口处的压力定值调节阀来控制出口压力恒定,压力料槽的压力由压力表读出。虑各个压力值的分布,从低压过滤开始做实验较好。

7.放置好电子天平,按下电子天平上的“on”开关,打开电子天平,将料液桶放置到电子天平上。做好准备工作,可以开始实验。

8.做压力实验:打开阀6、阀9及阀12、阀13,开始加压过滤。一般可以用一个阀调节不同的三个压力来做实验,具体压力根据操作情况现场决定。

9.手动实验时每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时候作为开始时刻,每次△V取~0.5kg左右,滤液量可以由电子天平处读出。记录相应的过滤时间△τ及滤液量。每个压力下,测量8~10个读数即可停止实验。

10.每次滤液及滤饼均收集在小桶内,滤饼弄细后重新倒入料浆桶内,实验结束后要冲洗滤框、滤板及滤布不要折,应用刷子刷。

七、实验数据记录与处理

实验原始数据列于表1-1中,本实验称质量,再换算成体积。计算结果列于表1-2中。

△p1= 30 kPa

M

(mL)

△τ

(kg)

(s)

400

400

400

400

400

400

计算示例

△q=△V/ 4 7 1 0 0=4 0 0 / 4 7 1 0 0=0 . 0 0 8 4 9(m3/m2)

dτ/dq=△τ/△q==(sm2/m3

△p1= 30 kPa

△q

△τ/△q

(m3/m2)

(m3/m2)

(sm2/m3)

2650,18

八、实验结果与分析

上图所得实验结果为:
K=*10^(-5),qe=

九、讨论、心得

实验结果误差分析,收获等心得;

思考题:

1.当操作压强增加一倍,K值是否也增加一倍要得到同样的过滤液,过滤时间是否缩短一半

2.为什么过滤开始时,滤液常常有点混浊,过段时间后才变清

1过滤压强提高一倍,K提高到原来的2倍。不是

2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。

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。

收获:

1本实验的目的是通过恒压过滤实验验证过滤基本原理,实验时要注意夹滤布要对牢板上的洞,安装滤板和滤框用螺旋压紧时,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。

2处理数据分析时发现一二两组数据存在很大偏差,可能是做实验量水的体积时溢出很多,使数据不准确。以后实验要注意一下。

3影响过滤速率的主要因素有过滤压强、过滤介质、过滤面积。

问题:

1恒压过滤常数的测定为什么会出现恒速的情况

2在恒压过滤实验中,为什么随着过滤的进行,所得滤液越来越少

尝试回答:过滤实验,主要是靠压差滤液过滤进行的,在恒压过滤中,随着过滤的进行,虽然其压差不变,但是过滤的滤渣积压压缩成滤饼,随着滤饼的增厚,滤液通过的滤饼的阻力加大,实际提供给滤液作为动力的压差减少,滤液越来越难通过滤饼,甚至在过一段时间后,过滤就会因为阻力大而停滞。

【篇3】恒压过滤实验报告数据处理

实验三:恒压过滤常数的测定

1、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和压缩性指数s的方法。

4、 了解过滤压差对过滤速率的影响。

2、实验原理

过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程。过滤速度u定义为单位时间、单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量。在恒压过滤操作中,过滤速度不断降低。

过滤时滤液流过滤饼和过滤介质的流动过程基本上处在层流流动范围内,因此可利用流体通过固定床压降的简化模型,寻求滤液量与时间的关系,可得过滤速度计算式:

再经过整理可得恒压过滤方程为,V2+2VVe=KA2Ʈ ,或q2+2qqe=KƮ ,改变过滤压差,可测得不同的K值,即为:,在实验压差范围内,若B为常数,以Ig(ەp)为横坐标,IgK为纵坐标作图,将绘制一条直线。直线的斜率=(1-s),则可求得压缩性指数。

u --- 过滤速度,m/s;

V --- 通过过滤介质的滤液量,m3;

A --- 过滤面积,m2;

Ʈ --- 过滤时间,s;

q --- 通过单位面积过滤介质的滤液量,m3/m2;

μ --- 滤液的粘度,Pa.s;

r --- 滤饼比阻,l/m2;

C --- 单位体积滤液的滤饼体积,m3/m3;

Ve --- 虚拟滤液体积,m3;

s --- 压缩性指数;

K --- 过滤常数,由物料特性及过滤压差所决定;

3、实验设备及流程

1、实验设备

本实验装置由空压机、配料槽、压力料槽、板框过滤机等组成,其中板框过滤机由压紧装置、可动头、过滤板、过滤框、固定头、滤浆进口、滤液出口等组成。

2、实验流程

(1)在搅拌槽内配制的一定浓度的浆液,利用压缩空气加以搅拌,使浆液不致沉降。

(2)利用位能差,使浆液由管路流入加压罐。

(3)在加压罐内,利用自循环泵打循环,使浆液不致沉降。利用压缩室气,浆液由加压罐送入板框压滤机。

(4)滤液穿过滤纸、滤布流出,固体颗粒积存在过滤框内形成滤饼。

4、实验步骤

1、实验准备

(1)配料:在搅拌槽内配制10%的CaCO3浆液;

(2)搅拌:开启空压机,空压机的出口小球阀保持半开,进人搅拌槽的阀门保持适当开度,搅拌时,应将配料罐的顶盖合上;

(3)灌料:在加压罐泄压阀打开的情况下,打开搅拌槽出料阀门和加压罐间的进料阀门,使浆液由搅拌槽流入加压罐,加入量达到1/2或2/3处,关闭进料阀门;

(4)洗水罐:将洗水罐的进料阀和放空阀打开,其他阀门保持关闭,向洗水罐通入自来水,液面达到2/3高度;

(5)安装板框:正确装好滤板、滤框、滤纸及滤布,压紧时,先慢慢转动锁轮,使板框合上,然后再压紧。

2、过滤过程

(1)启动加压罐循环泵,使浆液自循环,避免在底部沉降;

(2)打开加压罐出口阀,然后打开压滤机浆液进口阀门,再打开滤液出口阀门,此时,压力表指过滤压力;

(3)每次实验滤液体积△V取800ml左右,记录相应的过滤时间△t,每个压力下,测量8~10个读数即可停止实验。

(4) 一个压力下的实验完成后,先打开泄压阀使压力罐泄压。卸下滤框、滤板、滤布进行清洗,清洗时滤布不要折。每次滤液及滤饼均收集在小桶内,滤饼弄细后重新倒入料浆桶内搅拌配料,进入下一个压力实验。注意若清水罐水不足,可补充一定水源,补水时仍应打开该罐的泄压阀。

3、清洗过程

(1)关闭加压罐出口阀门,打开洗水罐底阀、放空阀和浆液进口阀门;

(2)对清洗泵进行灌泵排气后,关闭泵出口阀,启动清洗泵,打开泵出口阀至一定开度后,清水进人压滤机,清洗液流动约一分钟可观察是否结束;

(3)清洗结束,关闭压滤机进出口阀门,停清洗泵,一般物料可不进行清洗过程。

4、实验结束

(1)先关闭空压机出口球阀,再关闭空压机电源;

(2)打开泄压阀,使加压罐泄压;

(3)卸下滤框、滤板、滤布进行清洗;

(4)将搅拌槽和压力罐内物料直接排空后用清水冲洗;

(5)关闭控制面板,电源开关。

5、注意事项

1、注意滤纸使用前,不许浸湿,滤纸不能起皱;

2、实验操作时流量需控制好,阀门不要开太大;

3、板框若没有很好的连接,会导致有大量的水没有经过滤布就直接流下来被作为滤液;

4、在用水桶接水,称量的过程中水有溅出,在接下一桶水之前水桶的水未倒干净,这些会导致误差

5、实验结束后,先关闭空压机出口球阀,再关闭空压机电源;

6、次滤液及滤饼均收集在小桶内,滤饼弄细后重新倒入料浆桶内搅拌配料,进入下一个压力试验;

7、影响过滤速率的主要因素有过滤压强、过滤介质、过滤面积、仪器阻力、滤饼阻力和滤液物性等。

6、数据处理

1、测得数据,整理表格;

2、根据表格,画图;

3、讨论实验误差原因。

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