过滤常数的测定
一. 实验目的
1、了解板框过滤机的结构、流程及操作方法。
2、测取不同过滤压力（范围0.05--0.2MPa ）下恒压过滤常数K 、单位过滤面积当量过滤量q e 、当量过滤时间τe
3、测取滤饼的压缩性指数s 和物料常数k 。
4、测定∆τ～关系并绘制不同压力下的∆τ～关系曲线。
∆q ∆q
5、测定lg △P-lgK 关系并在双对数坐标下绘制不同压力下的lg △P-lgK 关系曲线。
二．实验原理
过滤是利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（滤布和滤渣），使悬浮液中的固体、液体得到分离的单元操作。过滤操作本质上是流体通过固体颗粒床层的流动，所不同的是，该固体颗粒床层的厚度随着过滤过程的进行不断增加。过滤操作分为恒压过滤和恒速过滤。当恒压操作时，过滤介质两侧的压差维持不变，单位时间通过过滤介质的滤液量不断下降；当恒速操作时，即保持过滤速度不变。
过滤速率基本方程的一般形式为 dV
d τ=A ∆P 21-s
μγν(V +V e ) (1)
一般情况下，s=0～1，对于不可压缩滤饼，s=0。
在恒压过滤时，对（1）式积分可得：q ＋q e ) 2＝K(τ＋τe ) (2)
将(2)式微分得: d τ
dq =2
k q +2
k q e (3)
此为直线方程，于普通坐标系上标绘d τ 对的关系，所得直线斜率为: dq
2，截距为2q ，从而求出，K ，q e e k k
τe 由下式得: q2e ＝K τe (4)
dq ∆q 当各数据点的时间间隔不大时，d τ可以用增量之比来代替即:∆τ 与 作图。
另过滤常数的定义式: 2k△p1-s (5)
两边取对数: lgK＝(1-s)lg(△p) ＋lg(2k) (6)
1
因 s＝常数，k ＝μγv ＝常数，故 K 与△P 的关系，在双对数坐标上标绘是一条直线。直线的斜率 1-S，
由此可计算出压缩性指数 S，读取△P-K 直线上任一点处的K ，△p 数据一起代入(5)式计算物料特性常数 k 。
三. 实验设备装置图、特点及主要技术数据
恒压过滤实验流程示意图
1─调速器;2─电动搅拌器;3、4、6、11、14─阀门;
5、7─压力表8─板框过滤机; 9─压紧装置;10─滤浆槽;
12─旋涡泵；13-计量桶
实验装置由规格为 160×180×11（mm ）过滤板、工业用滤布、过滤框组成的过滤面积为0.0475m 2的小型工业用板框过滤机。
板框过滤机旁设有滤浆槽。滤浆槽滤浆通过搅拌器搅拌，搅拌器型号为KDZ-1、功率为 160w、 转速为3200转/分，滤浆由旋涡泵及调节阀调节流量，经机前压力表打入板框过滤机，滤液由计量桶计量，计量桶规格为长327mm 、宽286mm 。
如图所示，滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液（浓度在2-4%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。滤液在计量桶内计量。
过滤、洗涤管路如图所示：
四. 实验设备特点及主要技术数据
特 点：
1.该实验设备由过滤板、过滤框组成的小型工业用板框过滤机，实验设备简单，操作方便。
2.可测定过滤常数: K， qe ，θe 及s ，k 。
3. 实验数据稳定、可靠，重现性好。
4. 过滤压力范围（0.05--0.2MPa ）。
主要技术参数：
1. 旋涡泵: 转速: 2900转/分
2.搅拌器: 型号: KDZ-1 ; 功率: 160w 转速: 3200转/分;
3. 过滤板: 规格: 160*180*11（mm ）。
4. 滤布：型号 工业用；过滤面积0.0475m 2。
5. 计量桶：长275mm 、宽325mm 。
五. 实验步骤
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处于全开、阀4、6、11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 时所用的时间。当计量桶13读数为160 mm 时停止计时，并立即关闭入口阀6。
5、打开阀门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，从（2）开始重复上述实验。
7、每组实验结束后应用洗水管路对滤饼进行洗涤，测定洗涤时间和洗水量。
8、实验结束时阀门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。
六. 实验数据表
数据表实例：
七. 实验注意事项
1、过滤板与框之间的密封垫应注意放正，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。
八. 思考题
预习思考题：
1、影响过滤速率的因素有哪些？
2、滤浆浓度和过滤压强对K 有何影响？
3、过滤压强增加1倍后，得到同样滤液量所需的时间是否也减少一半？
实验报告思考题：
4、为什么过滤开始时，滤液常有一点混浊，过一段时间才澄清？
5、实验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样解释？如何对待第一点数据？
6、∆q 取大些好还是取小些好？同一实验，∆q 不同，所得出的K 、q e 会不会不同？
作直线求K 和q e 时，直线为什么要通过矩形顶边的中点？
九. 实验要求：
1、绘制不同压力下的∆τ∆q ～关系曲线；
2、计算不同过滤压力（范围0.05--0.2MPa ）下恒压过滤常数K 、单位过滤面积当量过滤量q e 、当量过滤时间τe ，列出完整的过滤方程式。
3、 绘制的lg △P-lgK 关系曲线；
十. 附图：
过滤常数的测定
一. 实验目的
1、了解板框过滤机的结构、流程及操作方法。
2、测取不同过滤压力（范围0.05--0.2MPa ）下恒压过滤常数K 、单位过滤面积当量过滤量q e 、当量过滤时间τe
3、测取滤饼的压缩性指数s 和物料常数k 。
4、测定∆τ～关系并绘制不同压力下的∆τ～关系曲线。
∆q ∆q
5、测定lg △P-lgK 关系并在双对数坐标下绘制不同压力下的lg △P-lgK 关系曲线。
二．实验原理
过滤是利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（滤布和滤渣），使悬浮液中的固体、液体得到分离的单元操作。过滤操作本质上是流体通过固体颗粒床层的流动，所不同的是，该固体颗粒床层的厚度随着过滤过程的进行不断增加。过滤操作分为恒压过滤和恒速过滤。当恒压操作时，过滤介质两侧的压差维持不变，单位时间通过过滤介质的滤液量不断下降；当恒速操作时，即保持过滤速度不变。
过滤速率基本方程的一般形式为 dV
d τ=A ∆P 21-s
μγν(V +V e ) (1)
一般情况下，s=0～1，对于不可压缩滤饼，s=0。
在恒压过滤时，对（1）式积分可得：q ＋q e ) 2＝K(τ＋τe ) (2)
将(2)式微分得: d τ
dq =2
k q +2
k q e (3)
此为直线方程，于普通坐标系上标绘d τ 对的关系，所得直线斜率为: dq
2，截距为2q ，从而求出，K ，q e e k k
τe 由下式得: q2e ＝K τe (4)
dq ∆q 当各数据点的时间间隔不大时，d τ可以用增量之比来代替即:∆τ 与 作图。
另过滤常数的定义式: 2k△p1-s (5)
两边取对数: lgK＝(1-s)lg(△p) ＋lg(2k) (6)
1
因 s＝常数，k ＝μγv ＝常数，故 K 与△P 的关系，在双对数坐标上标绘是一条直线。直线的斜率 1-S，
由此可计算出压缩性指数 S，读取△P-K 直线上任一点处的K ，△p 数据一起代入(5)式计算物料特性常数 k 。
三. 实验设备装置图、特点及主要技术数据
恒压过滤实验流程示意图
1─调速器;2─电动搅拌器;3、4、6、11、14─阀门;
5、7─压力表8─板框过滤机; 9─压紧装置;10─滤浆槽;
12─旋涡泵；13-计量桶
实验装置由规格为 160×180×11（mm ）过滤板、工业用滤布、过滤框组成的过滤面积为0.0475m 2的小型工业用板框过滤机。
板框过滤机旁设有滤浆槽。滤浆槽滤浆通过搅拌器搅拌，搅拌器型号为KDZ-1、功率为 160w、 转速为3200转/分，滤浆由旋涡泵及调节阀调节流量，经机前压力表打入板框过滤机，滤液由计量桶计量，计量桶规格为长327mm 、宽286mm 。
如图所示，滤浆槽内配有一定浓度的轻质碳酸钙悬浮液（浓度在2-4%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。滤液在计量桶内计量。
过滤、洗涤管路如图所示：
四. 实验设备特点及主要技术数据
特 点：
1.该实验设备由过滤板、过滤框组成的小型工业用板框过滤机，实验设备简单，操作方便。
2.可测定过滤常数: K， qe ，θe 及s ，k 。
3. 实验数据稳定、可靠，重现性好。
4. 过滤压力范围（0.05--0.2MPa ）。
主要技术参数：
1. 旋涡泵: 转速: 2900转/分
2.搅拌器: 型号: KDZ-1 ; 功率: 160w 转速: 3200转/分;
3. 过滤板: 规格: 160*180*11（mm ）。
4. 滤布：型号 工业用；过滤面积0.0475m 2。
5. 计量桶：长275mm 、宽325mm 。
五. 实验步骤
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处于全开、阀4、6、11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 时所用的时间。当计量桶13读数为160 mm 时停止计时，并立即关闭入口阀6。
5、打开阀门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，从（2）开始重复上述实验。
7、每组实验结束后应用洗水管路对滤饼进行洗涤，测定洗涤时间和洗水量。
8、实验结束时阀门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。
六. 实验数据表
数据表实例：
七. 实验注意事项
1、过滤板与框之间的密封垫应注意放正，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。
八. 思考题
预习思考题：
1、影响过滤速率的因素有哪些？
2、滤浆浓度和过滤压强对K 有何影响？
3、过滤压强增加1倍后，得到同样滤液量所需的时间是否也减少一半？
实验报告思考题：
4、为什么过滤开始时，滤液常有一点混浊，过一段时间才澄清？
5、实验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样解释？如何对待第一点数据？
6、∆q 取大些好还是取小些好？同一实验，∆q 不同，所得出的K 、q e 会不会不同？
作直线求K 和q e 时，直线为什么要通过矩形顶边的中点？
九. 实验要求：
1、绘制不同压力下的∆τ∆q ～关系曲线；
2、计算不同过滤压力（范围0.05--0.2MPa ）下恒压过滤常数K 、单位过滤面积当量过滤量q e 、当量过滤时间τe ，列出完整的过滤方程式。
3、 绘制的lg △P-lgK 关系曲线；
十. 附图：