化工原理实验 恒压过滤
化工原理实验——恒压过滤
化工原理实验——恒压过滤恒压过滤是一种广泛应用于化工生产的分离技术，它可用于分离液-固或液-液混合物中的微粒和溶质，并根据分离结果进行过滤、干燥等处理。
恒压过滤的基本原理是通过控制压力差的大小，使混合物中的液体分子或微粒被强制从膜或过滤纸上穿过，从而实现混合物的去除。
本实验主要讲述恒压过滤的实验方法与步骤。
一、实验设备及试剂1. 实验设备过滤漏斗、真空泵、恒压过滤仪、压力计、电子天平、试管架、玻璃棒、注射器等。
2. 试剂国标二甲苯（AR）、苯酚（AR）、氯仿（AR）、硅胶（AR）、四氯化碳（AR）、优质滤纸等。
二、实验步骤①将过滤漏斗、恒压过滤仪等设备进行清洗消毒，准备好待过滤的试剂。
②将过滤纸剪成合适大小并在过滤漏斗中放置好。
2. 实验操作①将过滤漏斗放在试管架上，并将过滤纸放上去。
②取适量的试剂（如国标二甲苯）、硅胶（约1g）和苯酚（约2克），加入过滤漏斗中口，轻轻摇晃过滤漏斗，使混合物均匀分布。
③将恒压过滤仪置于过滤漏斗上，恒压过滤仪的压力计上设置好过滤压强，然后开启恒压过滤设备电源。
④打开真空泵，使压力差形成，并控制好压力差大小。
⑤待过滤液体全部流过后，关闭真空泵开关并停止电源，将恒压过滤仪取下，取出过滤纸并称重。
3. 实验数据处理将过滤纸上的产物称重，并记录实验结果。
通过上述操作，可以得出混合物在不同压力下的过滤速率，为进一步分析和研究混合物的过滤过程提供了较为可靠的实验数据。
恒压过滤是一种比较常用的过滤方法，能够适用于较为复杂的混合物分离及提纯过程。
在实验操作时，应注意合理控制压力差的大小，避免对试剂成分造成影响。
此外，还应注意加入恰当的辅助材料以提高过滤效率，并控制恒压过滤仪的压力调节，确保实验结果的准确性。
通过不断的实验操作与探索，可以更好地理解化工过程中的各种理论原理，并为实际生产提供科学依据与指导。
化工专业化工原理实验---过滤
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 ，q e ，τe ，并以实验所得结果验证过滤方程式，增进对过滤理论的理解。
（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 基本原理过滤过程是将悬浮液送至过滤介质及滤饼一侧，在其上维持另一侧较高的压力，液体则通过介质而成滤液，而固体粒子则被截留逐渐形成滤饼。
过滤速度由过滤介质两端的压力差及过滤介质的阻力决定。
过滤介质阻力由二部分组成，一为过滤介质，一为滤饼（先沉积下来的滤饼成为后来的过滤介质）。
因为滤饼厚度（亦即滤饼阻力）随着时间而增加， 所以恒压过滤速度随着时间而降低。
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：2e e ()(+) q q K θθ+= （2.1） （2.1）式中：q —单位过滤面积获得的滤液体积，m 3/m 2；q e —单位过滤面积的虚拟滤液体积，m 3/m 2；θ—实际过滤时间，s ；θe —虚拟过滤时间，s ；K —过滤常数，m 2/s 。
将（2.1）式微分，可以得到:e 22d q q dq K Kθ=+ （2.2） 当各数据点的时间间隔不大时，d θ/ d q 可以用增量之比△θ/△q 来代替，即:e 22q q q K Kθ∆=+∆ （2.3） 式（2.3）为一直线方程。
试验时，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q 的关系，所得直线斜率为2/K ，截距为2q e /K ，从而可以分别得到K 和q e 。
式（2.1）中的θe 可由下式获得：2e e q K θ= （2.4）其中，过滤常数K 的定义式为：1=2s K k p -∆ （2.5） 将式（2.5）两边取对数，得到：l g =(1)l g ()l g K s p k -∆+（2.6）因为s 为常数，k ＝1/(μr 0v )，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 。
化工原理实验：恒压过滤常数的测定
化工原理实验1：恒压过滤常数的测定 过滤面积：A=0.00423m2 系统存液量：V, =183.8ml
△P1=0.02MPa θ 0:00:00 0:03:21 0:07:05 0:11:03 0:15:20 0:19:58 0:24:47 0:29:58 0:35:22 △θ (s) △θ /△q θ 0 201 224 238 257 278 289 311 324 8502.18 9475.06 10067.26 10870.94 11759.23 12224.53 13155.11 13705.00 0:00:00 0:01:19 0:02:48 0:04:23 0:06:07 0:07:57 0:09:52 0:11:57 0:14:11 △P2=0.04MPa △θ (s) △θ /△q θ 0 79 89 95 104 110 115 125 134 3341.65 3764.65 4018.44 4399.14 4652.93 4864.43 5287.42 5668.12
滤液量/ml qn/(m3/m2) q平均(m3/m2) Δ q(m3/m2) 100 200 300 400 500 600 700 800 900
, ,
0.000000 0.023641 0.047281 0.070922 0.094563 0.118203 0.141844 0.165485 0.189125
其中q =V /A=183.8/0.00423=0.0435 计算实例：以△P1=0.02MPa数据为例： ①当滤液量达到100ml时，V=0ml，△V=0ml，q1=0，△q=△V/A=0 q平均=（0+0.023641）/2=0.011820 当滤液增加到200ml时，V=100ml,q2=V/A=100/0.00423=0.023641,△q=△V/A=0.023641,q平均=（0.023641+0.047281)/2=0.035461 当滤液增加到300ml时，V=200ml,q3=V/A=200/0.00423=0.047281,△q=△V/A=0.023641,q平均=（0.047281+0.070922)/2=0.059102 ②当滤液量从100ml增加到200ml,用时201s,△θ /△q=201/0.023641=8502.18
化工原理恒压过滤常数测定实验报告
化工原理恒压过滤常数测定实验报告一、实验目的：1.了解恒压过滤的原理和应用；2.学习测定恒压过滤常数的实验方法；3.掌握计算恒压过滤常数的计算方法；4.分析实验结果，对实验现象进行解释。
二、实验原理：恒压过滤是一种常见的分离技术，在化工领域有着广泛的应用。
实验中使用的恒压过滤设备是一台恒压过滤漏斗，通过改变进料压力来实现恒压过滤的目的。
实验中使用的恒压过滤常数是指单位时间内通过滤饼与滤介质界面的面积的液体体积与压头差之比，用K表示。
恒压过滤常数的单位为cm/s。
恒压过滤常数是衡量过滤速度的重要参数，通过实验测定恒压过滤常数可以了解过滤物料的筛分特性和理论分析。
恒压过滤常数的计算公式为：K=Q/(A×ΔP)其中，K为恒压过滤常数，单位为cm/s；Q为单位时间内通过滤饼与滤介质界面的面积的液体体积，单位为cm³/s；A为滤饼与滤介质界面的面积，单位为cm²；ΔP为压头差，单位为Pa。
三、实验步骤：1.将恒压过滤漏斗清洗干净，并用滤纸将过滤基座覆盖，调整好压头差；2.打开水龙头，使水通过恒压过滤漏斗，排除空气；3.关闭出口阀门，调整进料开关来控制进料速度；4.测量进料液体体积Q，记录下时间t；5.测量滤饼与滤介质界面的面积A；6.重复步骤4和步骤5多次，得到多组实验数据。
四、实验数据及结果：实验数据如下表所示：实验次数，进料液体体积Q/cm³ ，时间t/s ，滤饼与滤介质界面面积A/cm²---------，------------------，-------，----------------------1，20，10，502，25，12，603，18，8，454，21，9，525，22，9.5，55根据实验数据，可以计算恒压过滤常数K的平均值。
K=(Q₁/(A₁×ΔP)+Q₂/(A₂×ΔP)+Q₃/(A₃×ΔP)+Q₄/(A₄×ΔP)+Q₅/(A₅×ΔP))/5五、实验结果分析：根据实验数据计算得到的恒压过滤常数的平均值为X cm/s。
大学化工原理实验三 过滤实验
过滤是分离非均相混合物的 方法之一。
本实验装置主要测定给定物 料在一定操作条件和过滤介质时 的过滤常数。
一、实验目的和任务
熟悉过滤的工艺流程 掌握过滤的操作级调节方法 学会测定过滤常数K、qe、τe及物料特性常
数K和压缩性指数S或比阻r0
二、实验原理
恒压过滤 dV A2p1s
d rv(V Ve)
令 k 1/ rv K 2kp(1s) q Ve/ A qe Ve / A 对上式积分，得 (q qe )2 K ( e )
二、实验原理
过滤常数K、qe、τe的测定
2(q
d
dq
qe 2 K
)dq q
Kd
2 K qe
q
2 K
q
2 K
qe
得一直线，由此直线的斜率及截距确定2/K 及2qe/K,由此求得K,qe。并通过下式求出τe
整理实验数据，完成实验报告
五、实验基本操作步骤
配制含CaCO3 8%~13%（wt.%）的水悬浮液， 作为滤浆
开动循环水泵，使水力真空喷射泵开始工 作，若系统不能造成真空，检查原因并作 适当处理
五、实验基本操作步骤
真空系统运转正常后，调好真空度，将过 滤板放入清水盆中，将清水吸入剂量筒中 某液面建立零点，然后关闭阀门。
二、实验原理
滤饼特定常数k和压缩指数s的测定 改变实验过滤压差，可测得不同的k值，
由的定义式两边取对数，得一直线 ㏒K=(1-s) ㏒△p+㏒2k
斜率为（1-s）可得滤饼压缩性指数s， 进而可得物料特性常数k
பைடு நூலகம்
二、实验原理
滤饼比阻r0的测定 如果测得滤液的粘度μ以及实验过程得
到的滤饼体积和滤液体积，求得单位滤液 体积所生成的滤饼体积的值υ，即可由
化工原理——过滤
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：
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。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。压力定值阀已调好，从左到右分别为1#压力：0.1MPa；2#压力：0.2MPa；3#压力：0.3MPa。考虑各个压力值的分布，从低压过滤开始做实验较好。
2．影响过滤速率的主要因素有哪些？
答；影响过滤速率的主要因素有过滤面积、.压强降、.滤液粘度。滤液的粘度越大，过滤速率越快；压强降越大，过滤速率越快；滤饼的厚度越厚，滤饼的比阻越大，过滤面积越大，过滤速率越小。
3．为什么过滤开始时，滤液常常有点浑浊，而过段时间后才变清？
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，而过段时间后滤饼形成且形成较密的滤饼，使颗粒不易通过，所以滤液变清。
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。打开并运行电脑上的“恒压过滤测定实验软件”，进入实验界面，做好准备工作，可以开始实验。
8.做0.1MPa压力实验：打开阀6、阀9及阀12、阀13，开始加压过滤。做0.2MPa压力实验：打开阀7、阀10及阀12、阀13，开始加压过滤。
化工原理基础恒压滤饼过滤实验实验报告
化工原理基础恒压滤饼过滤实验实验报告实验目的：掌握恒压滤饼过滤实验的基本过程和方法，了解滤饼过滤原理及关键参数的影响。
实验原理：恒压滤饼过滤是将含固体颗粒的悬浮液通过滤饼层进行分离的一种常见的分离方法。
在实验中，通过对滤饼过滤器施加一定的压力，使悬浮液通过滤布或滤纸，固体颗粒被滤留在滤布或滤纸上形成滤饼，而澄清液通过滤布或滤纸滤过，从而实现固液分离。
实验步骤：1. 准备实验所需材料和设备：恒压滤饼过滤器、带有支架的滤瓶、滤布或滤纸、搅拌器、计时器等。
2. 将滤布或滤纸固定在滤饼过滤器上，并保证其充分平整。
3. 将实验悬浮液倒入滤饼过滤器中，但不要过高，以避免液体溢出。
4. 打开滤饼过滤器的供液阀和排液阀，开始过滤。
过滤过程中，可以适当调节供液速度和搅拌器的转速，以控制过滤速度和滤饼的均匀性。
5. 在过滤过程中，可以适时记录滤液的流量和滤饼的重量，以便后续计算过滤效果。
6. 当滤液流量减小至极小值时，说明滤饼厚度已达到一定程度，此时关闭供液阀，继续打开排液阀，以保持压力不变继续排出滤饼上的液体。
7. 当滤液中不再有颗粒物质流出时，即可停止实验，记录实验数据。
实验结果和分析：通过实验可以得到滤液的流量和滤饼的重量数据，可以根据流量和时间的关系绘制出滤液流动曲线，以判断滤饼过滤效果。
同时，可以计算滤液总量、滤饼湿重和滤饼干重，进而求得滤饼的含固率、固形物回收率等指标。
实验结果可以通过计算和对比，分析滤饼过滤效果的优劣以及影响因素。
实验结论：通过恒压滤饼过滤实验，我们了解到滤饼过滤的基本过程和方法，认识到滤饼过滤的影响因素，并对滤饼过滤的原理有了更深入的理解。
同时，通过实验结果的分析，可以对滤饼过滤效果进行评价和改进，为后续的工业生产提供有益的参考。
化工原理实验1：恒压过滤常数的测定
在直角坐标系中绘制△θ/△q-----q平均关系曲线并回归公式，如下图
(△θ/△q）
14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000
0 0.00
(△θ/△q)---q平均关系图
0 0
k-△P关系图
y = 0.0009x0.6057
系列1 乘幂(系列1)
0.02
0.04 △P
0.06
0.08
K
根据K=2kΔP1-s 可知在双对数坐标系中回归直线方程的斜率为1-s,所以根据y=0.0047-3.4E-5可知压缩性指数s=1-0.0047=0.9953,物料特性常数k=0.4999
化工原理实验1：恒压过滤常数的测定
设备编号:2# 过滤面积：A=0.00423m2 系统存液量：V, =183.8ml q,=0.0435
滤液量/ml
qn/(m3/m2)
q平均(m3/m2)
Δq(m3/m2)
θ
△P1=0.02MPa △θ(s) △θ/△q θ
△P2=0.04MPa △θ(s) △θ/△q θ
500
0.094563 0.106383
0.023641 0:15:20 257 ######## 0:06:07 104 ####### 0:04:10
600
0.118203 0.130024
0.023641 0:19:58 278 ######## 0:07:57 110 ####### 0:05:25
表2：恒压过滤常数汇总表
曲线序号
1#(ΔP1)
2#(ΔP2)
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浙江科技学院
实验报告
课程名称：化工原理
实验名称：恒压过滤常数测定实验学院：生物与化学工程学院专业班：化学工程与工艺111 姓名：王建福
学号：5110420006
同组人员：杨眯眯张涛
实验时间: 2013 年11月14日
指导教师：诸爱士
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.通过实验,验证过滤基本原理；
3.学会测定过滤常数K 、q e 、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：
L
p
a K u μεε∆-=22
3')1(1 (1)
u ：过滤速度，m/s K ’：康采尼常数，层流时，K ’＝5.0 ε：床层空隙率，m 3/m 3 μ：滤液粘度，Pas a ：颗粒的比表面积，m 2/m 3 △p ：过滤的压强差，Pa L ：床层厚度，m
恒压过滤时，令k=1/μr ’v ，K=2k △p 1-s ，q=V/A ，q e =Ve/A ，对(2)式积分得：
(q+q e )2=K(τ+τe ) (3)
K 、q 、q e 三者总称为过滤常数，由实验测定。
对（3）式微分得： 2(q+q e )dq=Kdτ
e q K
q K dq d 22+=τ (4)
用△τ/△q 代替dτ/dq ，在恒压条件下，用秒表和量筒分别测定一系列时间间隔△τi ，和对应的滤液体积△
V i ，可计算出一系列△τi 、△q i 、q i ，在直角坐标系中绘制△τ/△q ～q 的函数关系，得一直线，斜率为2/K ，截距为2q e /K ，可求得K 和q e ，再根据τe =q e 2/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所示：
图1 板框压滤机过滤流程
1-可移动框架2-阀2 3-止回阀4-压力料罐5-排污阀6－放空阀7－玻璃视镜8－压力表9-压紧手轮10-板框组11-板框进口压力表12-阀12 13-阀13 14-压力定值调节阀15-阀8 16-阀7 17-阀6 18-配料槽19-出液口20-指示尺21-进水口22-阀9 23－阀10 24－阀11 25－阀5 26－阀4 27－阀3 28－阀1
控制柜面板图如图2：
图2 控制柜面板图
1-仪表电源开关2-空压机电源开关6-电子天平通讯串口7-智能仪表通讯串口8-压力显示仪9-空气开关
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－0.08/8，最大气压0.8MPa。
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。
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。
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，一般取20~40kPa左右。
考虑各个压力值的分布，从低压过滤开始做实验较好。
打开阀7、阀10及阀12、阀13，开始加压过滤。
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.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0.1~0.2kg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20个以上读数即可停止实验。
关闭阀12。
9.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，实验结束后要在水桶中冲洗滤框、
滤板及滤布，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中,本实验称质量，再换算成体积。
计算结果列于表2中。
计算示例
八、实验结果与分析
绘制不同压力情况下的关系线，求出K及s。
表3 不同压力下的K值
压缩性指数s=
Y=37396x+3237.3
斜率2/K=37396, 所以K=2/37396=5.3482*(10^-5) (2/K)*qe=3237.3, 所以qe=3237.3/37396=0.086568
九、讨论、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？
答：1、1）当操作压强增加一倍，K值也增加一倍。
因为K=2K△P^(1-S),对于不可压缩滤饼，S=0，而
k与P无关，故当P增加一倍，K值也增加一倍。
2）而要得到同样的过滤液，过滤时间不是缩短一半。
由u和△P的关系式可知，随着△P增加一倍，表面上过滤速率也增加一倍，实际上随着过滤的进行，滤饼层逐渐增厚，过滤阻力逐渐增加，过滤速率会逐渐减小，因此u与△P不呈严格的线性关系。
2、在过滤中，主要靠滤饼层。
刚开始滤饼层还未形成，大颗粒易通过空隙较大的滤布流入滤液，造成滤液混浊，随着滤饼层的增厚，滤液逐渐变清。
心得
这次实验我觉得我还是非常的认真的，实验前很认真的预习了本次的实验，但看的云里雾里的。
做实验前，老师给我们详细的讲解了实验原理、实验过程及一些注意事项，并且告诉我们做实验要知道自己要做什么,做的每个步骤要知道为什么。
实验过程中我们组的3个成员都非常的认真，我们进行分工，一个成员时刻注意压力的读数变化，保证其在一定允许范围内，另一个成员时刻观察电子称的读数变化，记录所需数据，这都需要我们非常的心细。
我觉得本实验最应该注意的是进料的时候，阀门绝对不能搞错，不然后果将会非常的严重。
通过这次实验，我知道了做实验一定要胆大心细，而且要做好课前预习，实验中要敢于发现与解决问题。