恒压过滤常数的测定实验报告
恒压过滤常数的测定实验报告
恒压过滤常数的测定实验报告实验报告：恒压过滤常数的测定一、实验目的本实验旨在通过恒压过滤法测定溶液的过滤常数，并掌握恒压过滤法的实验操作方法。
二、实验原理恒压过滤法是测定溶液过滤常数的一种方法，其原理为：在一个设有恒压的实验容器中，通过滤纸将溶液过滤出来，用取下来的滤纸质量除以过滤时间即可得到溶液的过滤常数（K 值）。
K值越小，表示越难过滤。
三、实验仪器和试剂1. 恒压过滤仪2. 每个组的试验器具有升高的嵌有塑料圈的塞子和三片无灰滤纸；3. 大理石；4. 高纯水；5. 苯酚溶液（浓度为0.05g/L）。
四、实验步骤1. 预处理滤纸。
选取直径与滤器架透气口相匹配的滤纸若干，用干净的滤纸裁成大约3 cm×3cm的小方形，记住减去硬币滤paper晾干。
2. 预处理塞子。
将架好的塞子清洗干净后，放到干净的纸巾上，将多余的水分吸干，然后置于固定的嵌在大理石上的升高的架（必须注意塞子的高度应在刻度线范围内）。
3. 取药样。
将准确称重的苯酚溶液（重量为3.5g）分别加到多个塞子中，然后立即将塞子放到恒压过滤器中并用扣子固定好。
4. 进行过滤。
调节安装在仪器上的压力表数字为0.07Mpa。
落实滤器与盖子之间的拧紧，逐渐加压。
切记不能用过大的力量，以避免卡在胀口。
当压强稳定大约2min后，启动计时器。
过滤时间应掌握在30秒以内，当滴出的流体停下时，自动停止计时。
取下滤纸并将其置于温和的干燥处，稍等一段时间后将其称重，记录重量并计算过滤常数。
5. 完成一轮实验后，对其他药样重复以上步骤，以便统计平均数和标准偏差。
五、实验结果分析通过以上实验步骤，进行如下的计算：药样滤纸重量m1=5.68g滤纸原始重量m2=1.93g记录过滤时间t=29.6s可得到该药样的过滤常数为：K=(m1 - m2) / t = (5.68-1.93)g / 29.6s = 0.113g/s通过对多个药样进行测试，可得到平均数和标准偏差：Ⅰ 0.120 0.007Ⅱ 0.123 0.005Ⅲ 0.128 0.009Ⅳ 0.115 0.002Ⅴ 0.130 0.012Ⅵ 0.113 0.002六、实验结论通过本次实验，我们成功地通过恒压过滤法测定了苯酚溶液的过滤常数，并得到了该药样的数值结果为0.113g/s。
实验三恒压过滤常数测定
实验三、恒压过滤常数测定实验日期：2016.11.19一、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，验证过滤基本原理；3、学会测定过滤常数K、qe、τe 的方法；4、了解操作压力对过滤速率的影响。
二、基本原理运用层流时泊肃叶公式经过一系列推导得：e q K2q K 2q +=∆∆τ（3-1）式中q——单位过滤面积的滤液体积，m 3/m 2；q e ——单位过滤面积的虚拟滤液体积，m 3/m 2；τ——过滤时间，s；K——滤饼常数，由物料特性及过滤压差所决定；改变实验所用的过滤压差Δp，可测得不同的K 值，由K 的定义式两边取对数得）（）（）（2k lg p lg s -1lgK +∆=（3-2）在实验压差范围内，若k 为常数，则lgK ~lg（Δp）的关系在直角坐标上应是一条直线，直线的斜率为（1-s），可得滤饼压缩性指数s，由截距可得物料特性常数k。
三、实验装置与流程四、实验步骤与注意事项（1）恒压过滤常数测定步骤a.配制含CaCO34%左右的水悬浮液；熟悉实验装置流程。
b.仪表上电：打开总电源空气开关，打开仪表电源开关。
c.开启空气压缩机。
e.正确安装好滤板、滤框及滤布。
滤布使用前先用水浸湿。
滤布要绑紧，不能起皱。
f.打开阀将压缩空气通入配料水，使CaCO3悬浮液搅拌均匀。
g.打开压力料槽放空阀8，打开阀7，使料浆由配料桶流入压力料槽至1/2~1/3，关闭阀7。
h.打开阀将压缩空气通入料槽；将压力调节至0.05~0.07MPa。
i.打开阀9，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。
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并记录Δτ。
测量8个读数即可。
关闭阀9，调节压力至0.1~0.15MPa，重复上述实验步骤做中等压力过滤实验。
关闭阀9，调节压力至0.2~0.25MPa，重复上述实验步骤做高压力过滤实验。
3恒压过滤常数测定实验
(8)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)。 (9)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。 (10)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。
注意事项
1） 滤饼、滤液要全部回收到配料桶 。 2） 电磁阀、压力定值调节阀的顺序不能搞错。压力设定顺 序为1＃（低压），3＃（中压），2＃（高压）。否则压 力定值调节阀会漏气。
3.2 重点难点 ( 1)熟悉板框压滤机的构造和操作方法； ( 2)学会测定过滤常数K、qe、τe及压缩性指数S的 方法；
所需学时:4个
基本原理
过滤是以某种多孔物质作为介质来处理悬浮液 的操作。在外力的作用下，悬浮液中的液体通过介 质的孔道而固体颗粒被截流下来，从而实现固液分 离，因此，过滤操作本质上是流体通过固体颗粒床 层的流动，所不同的是这个固体颗粒层的厚度随着 过滤过程的进行而不断增加，故在恒压过滤操作中， 其过滤速率不断降低。
影响过滤速度的主要因素除压强差△ 影响过滤速度的主要因素除压强差△p，滤饼厚度L 滤饼厚度L 外，还有滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温度，过滤 还有滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温度， 介质的阻力等，故难以用流体力学的方法处理。 介质的阻力等，故难以用流体力学的方法处理。
比较过滤过程与流体经过固定床的流动可知： 比较过滤过程与流体经过固定床的流动可知：过 滤速度即为流体通过固定床的表现速度u 同时， 滤速度即为流体通过固定床的表现速度u。同时， 流体在细小颗粒构成的滤饼空隙中的流动属于低 雷诺数范围，因此， 雷诺数范围，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， 的简化模型，寻求滤液量与时间的关系，运用层 流时泊唆叶公式不难推导出过滤速度计算式. 流时泊唆叶公式不难推导出过滤速度计算式.
恒压过滤实验常数测定实验报告
恒压过滤实验一、实验目的1、掌握恒压过滤常数 K、通过单位过滤面积当量滤液量 qe 、当量过滤时间 e 的测定方法； 加深 K、 qe 、 e 的概念和影响因素的理解。
2、 学习滤饼的压缩性指数 s 和物料常数 k 的测定方法。
3、 学习d ——q 一类关系的实验测定方法。
dq4、 学习用正交试验法来安排实验，达到最大限度的减小实验工作量的目的。
5、 学习对正交试验法的实验结果进行科学的分析，分析出每个因素重要性的大小，指出试 验指标随各因素的变化趋势，了解适宜操作条件的确定方法。
二、实验内容1、设定试验指标、因素和水平。
因可是限制，分 4 个小组合作共同完成一个正交表。
故同意规定实验指标为恒压过滤常数 K，设定的因素及其水平如表 6-1 所示。
假定各因素之 间无交互作用。
2、为便于处理实验结果，应统一选择一个合适的正交表。
3、按选定正交表的表头设计，填入与各因素水平对应的数据，使它变成直观的“实验 方案”表格。
4、分小组进行实验，测定每个实验条件下的过滤常数 K、q 5、对试验指标 K 进行极差分析和方差分析；之处各个因素重要性的大小；讨论 K 随其 影响因素的变化趋势；以提高过滤速度为目标，确定适宜的操作条件。
三、实验原理1.恒压过滤常数 K、 qe 、 e 的测定方法。
在过滤过程中，由于固体颗粒不断地被截留在介质表面上，滤饼厚度增加，液体流过固 体颗粒之间的孔道加长，而使流体阻力增加，故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降。
随着过滤 的进行，若得到相同的滤液量，则过滤时间增加。
恒压过滤方程(q qe ) 2 K ( e )式中 q———单位过滤面积获得的滤液体积， m / m ；3 2（1）qe ———单位过滤面积上的当量滤液体积， m3 / m 2 ； e —当量过滤时间，s； —实际过滤时间，s；K —过滤常数，m /s。
2将式（1）进行微分可得：d 2 2 q qe dq K K（ 2）这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘 距为d 2 q 的关系，可得直线。
化工原理恒压过滤常数测定实验报告
恒压过滤常数测定实验一、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、qe 、τe及压缩性指数s的方法。
4. 了解过滤压力对过滤速率的影响。
二、基本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，即在外力的作用下，悬浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的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，过滤操作本质上是流体通过固体颗粒层的流动，而这个固体颗粒层（滤渣层）的厚度随着过滤的进行而不断增加，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的滤液量。
影响过滤速度的主要因素除过滤推动力（压强差）△p，滤饼厚度L外，还有滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温度，过滤介质的阻力等。
过滤时滤液流过滤渣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：（1）式中：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；τ —过滤时间，s；q —通过单位面积过滤介质的滤液量，m3/m2；△p —过滤压力（表压）pa ；s —滤渣压缩性系数；μ—滤液的粘度，；r —滤渣比阻，1/m2；C —单位滤液体积的滤渣体积，m3/m3；Ve —过滤介质的当量滤液体积，m3；r′ —滤渣比阻，m/kg；C —单位滤液体积的滤渣质量，kg/m3。
对于一定的悬浮液，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+2VV e=KA2τ（5）和从0到积分，则：将式（4）的积分极限改为从0到VeV e2=KA2τ（6）将式（5）和式（6）相加，可得：2(V+V e)dv= KA2(τ+τe) (7)所需时间，s。
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。
实验三恒压过滤常数测定实验
实验三 恒压过滤常数测定实验1．实验目的（1）熟悉板框压滤机的结构和操作方法。
（2）测定恒压过滤常数K 、q e 、θ e 。
（3）测定滤饼的压缩性指数s 。
2．基本原理由恒压过滤方程：θK q q q e =+22式中：q — 单位过滤面积所得滤液体积，m 3/ m 2；θ— 过滤时间，s ；K － 恒压过滤常数，m 2/s;q e － 反映过滤介质阻力的常数，m 3/ m 2 。
微分得：()θKd dq q q e =+2将上式写成差分形式，则：e q K q K q 22+=∆∆-θ式中：q ∆— 每次测定的单位过滤面积滤液体积，m 3/ m 2；θ∆— 每次测定滤液体积q ∆所对应的时间间隔，s ；q — 相邻二个q 值的平均值，m 3/ m 2。
以q ∆∆/θ为纵坐标，q 为横坐标，将上式标绘成一直线，由该直线的斜率和截距可求出过滤常数K 和q e ，而虚拟过滤时间θe ＝q e 2/K也可将恒压过滤方程变为：K q q K qe 21+=θ以q /θ为纵坐标，q 为横坐标，绘成一直线，由直线的斜率和截距求出过滤常数K 和q e 。
改变过滤压差△p ，可测得不同的K 值，由K 的定义式sp k K -∆=1)(2两边取对数得：()()lg(2k)p lg s 1lgK +∆-=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是一条直线，斜率为（1-s ），可得滤饼压缩性指数s 。
3．实验装置与流程本实验装置由空压机、配料槽、压力贮槽、板框过滤机（板框厚度25mm ，每个框过滤面积 0.024m 2，框数2个）等组成，其流程如图2-3所示。
4．实验步骤（1）在配料槽内配制含CaCO 3约10％（质量）的水悬浮液。
（2）开启空压机，将压缩空气通入配料槽，使CaCO 3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）。
3恒压过滤常数测定实验
(5)打开阀(3)、(4)、(5)，将压缩空气通入配料水， (5)打开阀(3)、(4)、(5)，将压缩空气通入配料水， 打开阀(3) CaCO3悬浮液搅拌均匀 悬浮液搅拌均匀； 使CaCO3悬浮液搅拌均匀； (6)关闭阀（2），打开压力料槽排气阀（12），打 (6)关闭阀（ ），打开压力料槽排气阀（12），打 关闭阀 打开压力料槽排气阀 ）， 开阀(6) 使料浆由配料桶流入压力料槽至1/2 (6)， 1/2～ 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（ 2/3处，关闭阀（6）； (7)打开阀 打开阀（ ），后打开 后打开1 电磁阀，打开阀（ (7)打开阀（5），后打开1＃电磁阀，打开阀（7）、 (10)，开始做低压过滤实验； 阀(10)，开始做低压过滤实验；
3.2 重点难点 ( 1)熟悉板框压滤机的构造和操作方法； ( 2)学会测定过滤常数K、qe、τe及压缩性指数S的 方法；
所需学时:4个
基本原理
过滤是以某种多孔物质作为介质来处理悬浮液 的操作。在外力的作用下，悬浮液中的液体通过介 质的孔道而固体颗粒被截流下来，从而实现固液分 离，因此，过滤操作本质上是流体通过固体颗粒床 层的流动，所不同的是这个固体颗粒层的厚度随着 过滤过程的进行而不断增加，故在恒压过滤操作中， 其过滤速率不断降低。
lgK = (1s)lg( P) +lg( k) 2
(1—20)
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，直线的斜率为（1-s）,可得滤 饼压缩性指数s，由截矩可得物料特性常数k。
实验装置流程图
本实验装置有空压机、配料槽、压力储槽、板框过滤 机和压力定值调节阀等组成。其实验流程和仪控柜面板如 下图所示。CaCO3的悬浮液在配料桶内配置一定浓度后利 CaCO 用位差送入压力储槽中，用压缩空气加以搅拌使CaCO3不 致沉降，同时利用压缩空气的压力将料浆送入板框过滤机 过滤，滤液流入量筒或滤液量自动测量仪计量。
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实验二 恒压过滤常数的测定
一． 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，验证过滤基本原理； (3) 测定过滤常数K 、qe 、θ； (4) 了解过滤压力对过滤速率的影响。
二．
实验原理
如图一所示，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、洗涤管路如图二示
图一 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 。
三．主要仪器设备
(1)旋涡泵: 型号:
(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0.0475m2
(5)计量桶：第一套长275 mm、宽325mm
四．操作方法与实验步骤
(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20mm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。
操作时应注意的事项：
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。
五．实验数据记录和处理
已知：
槽规格：S=27.5cm*32.6cm=0.08965m2
过滤面积：A=0.0475m2
△V=S×H
△q=△V/A
六． 实验结果 由图可得： 压强=0.155MPa 时
斜率
K 2=14111 K=1.42*100-4m 3/m 2
截距e q K
2=3831.4 q e=0.272 m 3/m
2
θ e = q e * q e /K=519.2(s)
压强=0.20MPa 时
斜率
K 2=24846 K=8.05*100-5m 3/m 2
截距e q K
2=1516.9 q e=0.061m 3/m
2
θ e = q e * q e /K=46.22(s)
两次测得的K、q e、θe均不同，且差异较大。
首先，K不但与滤浆物性有关，而且与过滤操作压差有关，第一组与第二组的K值不同应该主要是由于压强不同导致的。
而q e 由介质决定，与压强无关，由q e的变化可以推断介质阻力发生了变化。
七．讨论、心得
1、实验存在一定误差，其中主要是读数偏差产生，由于每次的读书高度差相差太小，且液
体不断流入导致液面出现波动，所以读数产生的误差较大。
更合理的方法可以适当增大两次读数的时间，使液面高度变化的误差减小。
2、由于刚开始过滤时，滤饼还未完全形成，过滤介质不能完全阻挡滤浆中的颗粒，造成浑
浊现象，所以在过滤开始时，滤液常有一点混浊；一段时间后，滤饼逐渐形成，基本上可以截留住所有的颗粒，所以滤液又会逐渐变得澄清。
3、一般来说，第一组实验的第一点Δθ/Δq会偏高。
因为我们是从看到计量桶出现第一滴
滤液时开始计时，在计量桶上升1cm时停止计时，但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液，而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算，从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。
4、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。