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一、实验目的
1．熟悉板框过滤机的结构。
2．学全板框压滤机的操作方法。
3．测定一定物料恒压过滤方程中的过滤常数K和qe，确定恒压过滤方程。
二、实验原理
过滤是一种能将固体物截流而让流体通过的多孔介质，将固体物从液体或气体中分离出来的过程。过滤速度u的定义是单位时间、单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量，即：u=dV/(Ad 式中A代表过滤面积m2, 代表过滤时间s,代表滤液量m3.
比较过滤过程与流体经过固定床的流动可知：过滤速度，即为流体经过固体床的表现速度u.同时，液体在细小颗粒构成的滤饼空隙中的流动属于低雷诺范围。因此，可利用流体通过固体压床压降的简化模型，寻求滤液量q与时间 的关系。在低雷诺数下，可用Kozney的计算式，即：
对于不可压缩的滤饼，由上式可以导出过滤速度的计算式为：
式中：qe=Ve/A,Ve为形成与过滤介质阻力相等的滤饼层所得的滤液量m3; 为滤饼的比阻1/m2;v为单位体积滤液所得到的滤饼的体积m3/m3; 为滤液的粘度Pa s;K为过滤常数m2/s.
在恒压差过滤时， 上述微分方程积分后可得：。
将上述方程变换成如下的形式:
因此,实验时只要维持操作压强恒定,计取过时间和相应的滤液量以 q~q作图得直线。读取直线斜率1/K和截距2qe/K值,进而计算K和qe值。
若在恒压过滤的时间内已通过单位过滤面积的滤液q1,则在 及q1~q2范围内将上述微积分方程积分整理后得：
上表明q-q1和( q-q1)为线性关系，从而能方便地求出过滤常数K和qe.
三、实验装置和流程
1．装置
实验装置由配料桶、供料泵、圆形过滤机、滤液计量筒及空气压缩机等组成。可进行过滤、洗涤和吹干三项操作过程。碳酸钙（CaCO3）或碳酸镁（MgCO3）的悬浮液在配料桶内配制成一定浓度后，为阻止沉淀，料液由供料泵管路循环。配料桶中用压缩空气搅拌，浆液经过滤后，滤液流入计量筒。过滤完毕后，亦可用洗涤水洗涤和压缩空气吹干。
2．实验流程
本实验的流程图如下所示。图中给了两套实验装置的流程。
四、实验数据记录
| 序号 | 时间间隔（s) | 间隔中的滤液量（L） |
| 1（恒压前） | 19.44 | 0.0 |
| 2 | 20.18 | 0.600 |
| 3 | 20.73 | 0.600 |
| 4 | 21.13 | 0.600 |
| 5 | 24.77 | 0.600 |
| 6 | 27.26 | 0.600 |
| 7 | 31.71 | 0.600 |
| 8 | 34.73 | 0.600 |
| 9 | 37.33 | 0.600 |
| 10 | 41.51 | 0.600 |
| 11 | 43.34 | 0.600 |
| 12 | 46.88 | 0.600 |
| 13 | 49.56 | 0.600 |
| 14 | 53.58 | 0.600 |
| 15 | 56.51 | 0.600 |
处理数据如下图所示，以序号2为例写出计算全过程
| 序号 | 间隔 时间 △ s | 间隔滤 液量 △V m3 | △q m3/m2 | 累积滤 液量V m3 | 累积q m3/m2 | 累积 时间 s | (t-t1)/(q-q1) | (q-q1) m3/m2 |
| 1 | 19.44 | 0.0000 | 0.0362 | 0.0000 | 0.0362 | 19.44 | 0 | 0 |
| 2 | 20.18 | 0.000600 | 0.0340 | 0.001240 | 0.0702 | 39.62 | 593.53 | 0.034 |
| 3 | 20.73 | 0.000600 | 0.0340 | 0.001840 | 0.1042 | 60.35 | 601.62 | 0.068 |
| 4 | 21.13 | 0.000600 | 0.0340 | 0.002440 | 0.1382 | 81.48 | 608.24 | 0.102 |
| 5 | 24.77 | 0.000600 | 0.0340 | 0.003040 | 0.1722 | 106.25 | 638.31 | 0.136 |
| 6 | 27.26 | 0.000600 | 0.0340 | 0.0030 | 0.2062 | 133.51 | 671.00 | 0.170 |
| 7 | 31.71 | 0.000600 | 0.0340 | 0.004240 | 0.2402 | 165.22 | 714.61 | 0.204 |
| 8 | 34.73 | 0.000600 | 0.0340 | 0.004840 | 0.2742 | 199.95 | 758.45 | 0.238 |
| 9 | 37.73 | 0.000600 | 0.0340 | 0.005440 | 0.3082 | 237.68 | 802.35 | 0.272 |
| 10 | 41.51 | 0.000600 | 0.0340 | 0.006040 | 0.3422 | 279.19 | 848.86 | 0.306 |
| 11 | 43.34 | 0.000600 | 0.0340 | 0.0060 | 0.3762 | 322.53 | 1.44 | 0.340 |
| 12 | 46.88 | 0.000600 | 0.0340 | 0.007240 | 0.4102 | 369.41 | 935.75 | 0.374 |
| 13 | 49.56 | 0.000600 | 0.0340 | 0.007840 | 0.4442 | 418.97 | 979.24 | 0.408 |
| 14 | 53.58 | 0.000600 | 0.0340 | 0.008440 | 0.4782 | 472.55 | 1025.14 | 0.442 |
| 15 | 56.51 | 0.000600 | 0.0340 | 0.009040 | 0.5122 | 529.06 | 1070.63 | 0.476 |
∆V=V/1000=600/1000= 0.000600 m3
∆q=∆V/A=0.000600*4/(0.785*0.15*0.15)= 0.0340 m3/m2
V=0.0000+0.000600=0.001240 m3
q=V/A=0.001240/0.785X0.152=0.0702 m3/m2
=19.44+20.18=39.62s
(t-t1)/(q-q1)=（39.62-19.44）/（0.0702-0.0362）=593.53
(q-q1)=0.0702-0.0362=0.034m3/m2
六、实验结果及讨论
1．将表中数据描点，根据直线的斜率和截距求出K和qe，并写出恒压过滤方程。
1/K=1152.6 K=8.68*10^(-4)
2(q1+qe)/K=501.74
qe=501.74*8.68^10*(-4)/2-0.0362=0.1816
2.用最小二乘法求取斜率和截距并由此求出K和qe,与图解求出的比较。
，
则==(196-0.225*795.655)/(0.08381-0.225^2)=1151.61
=795.655-0.225*511.61=500.54
3、本实验如何洗涤滤饼？
拆卸下来用水洗涤。按面板,，分布板，滤框，滤布，支撑板，支座的顺序拆卸。
4、本实验如何吹干滤饼？
风干。
5、在本实验的装置上如何测定滤饼的压缩指数s和物料特性常数K？
答： 在不同的压强差Δp下重复上述实验，求的不同的K值，然后对K-ΔP数据加以处理，即可求得s和r0值。因
K=2Δp1-s/(µr0c1),两边取对数，得
lgK=(1-s)lg(Δp)+lg[2/(µr0c1)]
将lgK和lgΔp的数据采用最小二乘法回归，斜率为1-s,截距为lg[2/(µroc1)，从而得到s和ro.
上述求压缩性指数时，要求值恒定，故应注意在过滤压强变化范围内，滤饼的空隙率应没有显著变化，以保证基本不变。测定时的取值按照均匀分布。下载本文
