恒壓過濾常數(shù)測定實驗裝置使用說明書

一、實驗目的：
1.掌握恒壓過濾常數(shù)、、的測定方法，加深對、、概念和影響因素的理解。
2.學習濾餅的壓縮性指數(shù)s和物料常數(shù)的測定方法。
3.學習一類關系的實驗確定方法。
4.學習用正交試驗法來安排實驗，達到最大限度地減小實驗工作量的目的。
5.學習對正交試驗法的實驗結果進行科學的分析，分析出每個因素重要性的大小，指出試驗指標隨各因素變化的趨勢，了解適宜操作條件的確定方法。
二、實驗內(nèi)容：
1.測定不同壓力實驗條件下的過濾常數(shù)、、。
2.根據(jù)實驗測量數(shù)據(jù)，計算濾餅的壓縮性指數(shù)s和物料特性常數(shù)k。
三、實驗原理：
過濾是利用過濾介質(zhì)進行液—固系統(tǒng)的分離過程，過濾介質(zhì)通常采用帶有許多毛細孔的物質(zhì)如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固體顆粒的懸浮液在一定壓力作用下，液體通過過濾介質(zhì)，固體顆粒被截留，從而使液固兩相分離。
在過濾過程中，由于固體顆粒不斷地被截留在介質(zhì)表面上，濾餅厚度逐漸增加，使得液體流過固體顆粒之間的孔道加長，增加了流體流動阻力。故恒壓過濾時，過濾速率是逐漸下降的。隨著過濾的進行，若想得到相同的濾液量，則過濾時間要增加。
恒壓過濾方程
                                           （1）                            
式中：—單位過濾面積獲得的濾液體積，m³ / m²；
      —單位過濾面積上的虛擬濾液體積，m³ / m²；
      —實際過濾時間，s；
      —虛擬過濾時間，s；
      —過濾常數(shù)，m²/s。
將式（1）進行微分可得：                            （2）
這是一個直線方程式，于普通坐標上標繪的關系，可得直線。其斜率為，截距為，從而求出、。至于可由下式求出：        （3）
注：當各數(shù)據(jù)點的時間間隔不大時，可用增量之比來代替。
過濾常數(shù)的定義式：                                    （4）                                      
兩邊取對數(shù)                              （5）            
因，故與的關系在對數(shù)坐標上標繪時應是一條直線，直線的斜率為，由此可得濾餅的壓縮性指數(shù)，然后代入式（4）求物料特性常數(shù)。
四、主要儀器儀表及技術數(shù)據(jù)
旋渦泵：型號WB70/075
攪拌器：功率60w；  轉速500轉/分
過濾板：規(guī)格φ100×10（mm）。
計量桶：長280mm，寬320mm。

圖1  恒壓過濾實驗流程示意圖
1-調(diào)速器；2-電動攪拌器；3、4、6、11、14-閥門；5、7─壓力表8-板框過濾機；9-壓緊裝置；10-濾漿槽；12-旋渦泵；13-計量桶
五、實驗裝置流程
如圖1所示，濾漿槽內(nèi)配有一定濃度的輕質(zhì)碳酸鈣懸浮液（濃度在2-4%之間），用電動攪拌器進行均勻攪拌(漿液不出現(xiàn)旋渦為好)。啟動旋渦泵，調(diào)節(jié)閥門3使壓力表5指示在規(guī)定值。濾液在計量桶內(nèi)計量。
六、實驗方法及操作步驟
⒈ 系統(tǒng)接上電源，打開攪拌器電源開關，啟動電動攪拌器2。將濾液槽10內(nèi)漿液攪拌均勻。
⒉ 板框過濾機板、框排列順序為：固定頭-非洗滌板-框-洗滌板-框-非洗滌板-可動頭。用壓緊裝置壓緊后待用。
⒊ 使閥門3處于全開、閥4、6、11處于全關狀態(tài)。啟動旋渦泵12，調(diào)節(jié)閥門3使壓力表5達到規(guī)定值。
⒋ 待壓力表5穩(wěn)定后，打開過濾入口閥6過濾開始。當計量桶13內(nèi)見到第一滴液體時按表計時。記錄濾液每增加高度10mm時所用的時間。當濾液迅速減小濾液量接近0時停止計時，并立即關閉入口閥6。
⒌ 打開閥門3使壓力表5指示值下降。開啟壓緊裝置卸下過濾框內(nèi)的濾餅并放回濾漿槽內(nèi)，將濾布清洗干凈。放出計量桶內(nèi)的濾液并倒回槽內(nèi)，以保證濾漿濃度恒定。
⒍ 改變壓力，從步驟2開始重復上述實驗。
⒎ 實驗結束時閥門11接上自來水、閥門4接通下水，關閉閥門3，對泵及濾漿進出口管進行沖洗。
七、操作時應注意的事項 
⒈ 過濾板與框之間的密封墊應注意放正，過濾板與框的濾液進出口對齊。用搖柄把過濾設備壓緊，以免漏液。
⒉ 計量桶的流液管口應貼桶壁，否則液面波動影響讀數(shù)。
⒊ 實驗結束時關閉閥門3。用閥門11、4接通自來水對泵及濾漿進出口管進行沖洗。切忌將自來水灌入儲料槽中。
⒋ 電動攪拌器為無級調(diào)速。使用時首先接上系統(tǒng)電源，打開調(diào)速器開關，調(diào)速鈕一定由小到大緩慢調(diào)節(jié)，切勿反方向調(diào)節(jié)或調(diào)節(jié)過快損壞電機。使用后，將無級調(diào)速器轉速調(diào)至0。
⒌ 啟動攪拌前，用手旋轉一下攪拌軸以保證順利啟動攪拌器。
八、附錄
1.實驗數(shù)據(jù)的計算方法
根據(jù)恒壓過濾方程：      (1)
式中
九、實驗結果與處理：
a)    記錄實驗操作條件：濾漿種類和濃度、過濾面積、操作壓強等。
b)    畫出實驗記錄表和數(shù)據(jù)整理表。

時間(min)	濾液量	q(m3/s)	(m3/s)
2
4
6
8
10

采用最小二乘法或作圖求K、、