恒压过滤常数测定实验
一、实验目得
1、熟悉板框压滤机得构造和操作方法。
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、qｅ、τe及压缩性指数ｓ得方法。
４、了解过滤压力对过滤速率得影响。
二、基本原理
过滤就就是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离得一种操作过程,即在外力得作用下,悬浮液中得液体通过固体颗粒层(即滤渣层)及多孔介质得孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，从而实现固、液分离。因此，过滤操作本质上就就是流体通过固体颗粒层得流动,而这个固体颗粒层(滤渣层)得厚度随着过滤得进行而不断增加,故在恒压过滤操作中，过滤速度不断降低。
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得滤液量。影响过滤速度得主要因素除过滤推动力(压强差）△ｐ，滤饼厚度L外,还有滤饼和悬浮液得性质,悬浮液温度,过滤介质得阻力等。
过滤时滤液流过滤渣和过滤介质得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得简化模型,寻求滤液量与时间得关系,可得过滤速度计算式:
(1)
式中:ｕ—过滤速度,m／s;
V—通过过滤介质得滤液量,m3;
A—过滤面积，ｍ２;
τ—过滤时间,s;
q—通过单位面积过滤介质得滤液量,m3/m2；
△ｐ—过滤压力(表压)pａ;
s—滤渣压缩性系数;
μ—滤液得粘度,Pa、s;
ｒ—滤渣比阻,1／m２;
C—单位滤液体积得滤渣体积,ｍ３/m３;
Vｅ—过滤介质得当量滤液体积，ｍ3;
ｒ′—滤渣比阻，ｍ/kｇ;
Ｃ—单位滤液体积得滤渣质量，kg/m３。
对于一定得悬浮液,在恒温和恒压下过滤时,μ、r、Ｃ和△ｐ都恒定,为此令:
（2)
于就就是式(1)可改写为:
(３)
式中:K—过滤常数,由物料特性及过滤压差所决定，m2/s
将式(３)分离变量积分,整理得:
(4)
即V2+2VVe=KＡ２τ(5)
将式(4)得积分极限改为从0到Ve和从0到积分，则：
Ve2=KA2τ(６)
将式(5)和式（6)相加,可得:
2(Ｖ+Ｖｅ）ｄv=KA2(τ+τｅ）（７)
式中：—虚拟过滤时间,相当于滤出滤液量Veτe所需时间,s。
再将式(7)微分,得：
２(Ｖ＋Ve）dｖ＝ＫA2dτ(8)
将式(８)写成差分形式，则
(9)
式中:Δq—每次测定得单位过滤面积滤液体积(在实验中一般等量分配）,m3/m2;
Δτ—每次测定得滤液体积所对应得时间,s;
q—相邻二个q值得平均值,m3/m2。
以Δτ/Δｑ为纵坐标,q为横坐标将式（9)标绘成一直线，可得该直线得斜率和截距,
斜率:S=2
截距:I＝2kq
则,K＝2S,ｍ2
改变过滤压差△P,可测得不同得Ｋ值，由K得定义式（2)两边取对数得:
（10)
在实验压差范围内,若B为常数,则ｌgK～ｌｇ(△ｐ)得关系在直角坐标上应就就是一条直线，斜率为(1－s）,可得滤饼压缩性指数s。
三、实验装置与流程
本实验装置由空压机、配料槽、压力料槽、板框过滤机等组成,其流程示意如图1。
图１板框压滤机过滤流程
1－空气压缩机；2－压力灌；3-安全阀；4,5-压力表;6－清水罐;7－滤框;
8－滤板;９-手轮;1０－通孔切换阀;11-