恆壓過濾常數實驗報告

A. 恆壓過濾常數測定實驗為什麼過濾開始時,濾液常常有點渾濁,而過段時間後才變清

開始過濾時，濾餅還未形成，空隙較大的濾布使較小的顆粒得以漏過，濾餅形成後且形成較密的濾餅，使顆粒不易通過。

B. 恆壓過濾常數的測定。為什麼採用恆壓過濾

恆壓過濾常數的測定採用恆壓過濾是因為實驗原理。因為恆壓過濾常數的測定實驗原理中，採用恆壓過濾的測定方法過濾是利用過濾介質進行液固系統的分離過程，過濾介質通常採用帶有許多毛細孔的物質如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。所以恆壓過濾常數的測定採用恆壓過濾是因為實驗原理。

C. 恆壓過濾常數和過濾壓力有何關系

恆壓過濾，在壓力不高的情況下，其空隙率隨壓力增大而減小，當壓力超過某臨界值時，空隙率隨壓力增大而增大。

由於可壓縮系數的存在，壓力越大，濾餅體積越大，空隙率越小。這個也很好理解，壓力越大，就把它壓得更緊更嚴實。而且在過濾過程中，隨著濾餅變厚，其空隙率在下降，也就是說過濾過程中流動的阻力在增加，濾液在不同的時間里的各狀態量是不同的，即濾液出於不穩定流動中。

恆壓過濾

指在過濾期間，過 濾壓力保持一定的過濾過程。 可以向料漿貯罐中通人壓縮空氣使之保持一定的壓力。如利用往復泵等定量泵輸送料漿 時，過濾壓力會逐漸上升，這時利用減壓閥保持恆壓。連續問 轉真空過濾機的過濾操作即屬於恆壓過濾。恆壓過濾時濾餅 阻力既然隨過濾進行而增大，過濾速度勢必隨之而減小。

D. 恆壓過濾常數測定實驗中數學模型方法的作用體現在哪些方面

恆壓過濾常數測定實驗

一、實驗目的

1.
熟悉板框壓濾機的構造和操作方法。

2.
通過恆壓過濾實驗，驗證過濾基本理論。

3.
學會測定過濾常數
K
、
q
e
、
τ
e
及壓縮性指數
s
的方法。

4.
了解過濾壓力對過濾速率的影響。

二、基本原理

過濾是以某種多孔物質為介質來處理懸浮液以達到固、液分離的一種操作過程，即在外力的作用下，懸
浮液中的液體通過固體顆粒層（即濾渣層）及多孔介質的孔道而固體顆粒被截留下來形成濾渣層，從而實現
固、液分離。因此，過濾操作本質上是流體通過固體顆粒層的流動，而這個固體顆粒層（濾渣層）的厚度隨
著過濾的進行而不斷增加，故在恆壓過濾操作中，過濾速度不斷降低。

過濾速度
u
定義為單位時間單位過濾面積內通過過濾介質的濾液量。
影響過濾速度的主要因素除過濾推動
力（壓強差）△
p
，濾餅厚度
L
外，還有濾餅和懸浮液的性質，懸浮液溫度，過濾介質的阻力等。

過濾時濾液流過濾渣和過濾介質的流動過程基本上處在層流流動范圍內，因此，可利用流體通過固定床
壓降的簡化模型，尋求濾液量與時間的關系，可得過濾速度計算式：

（
1
）

式中：
u
—
過濾速度，
m/s
；

V
—
通過過濾介質的濾液量，
m
3
；

A
—
過濾面積，
m
2
；

τ —
過濾時間，
s
；

q
—
通過單位面積過濾介質的濾液量，
m
3
/m
2
；

△
p
—
過濾壓力（表壓）
pa
；

s
—
濾渣壓縮性系數；

μ
—
濾液的粘度，
Pa.s
；

r
—
濾渣比阻，
1/m
2
；

C
—
單位濾液體積的濾渣體積，
m
3
/m
3
；

Ve
—
過濾介質的當量濾液體積，
m
3
；

r
′ —
濾渣比阻，
m/kg
；

C
—
單位濾液體積的濾渣質量，
kg/m
3
。

對於一定的懸浮液，在恆溫和恆壓下過濾時，
μ
、
r
、
C
和△
p
都恆定，為此令

E. 過濾專題：2.恆壓載量測試實驗Vmax

    實驗方法僅適用於膜過濾器和表明過濾器，不適用於以吸附機理為主的深層過濾器的放大

    1）濾餅過濾：一種壓力隨時間呈線性上升的堵塞模型。通常發生在料液中存在剛性顆粒時，在濾膜上方形成一個濾餅層，這種堵塞模型不會引起濾膜的完全堵塞，只要提高過濾壓力就會不斷有濾液濾出。

    2）逐漸堵塞模型：會引起濾膜的完全堵塞，在後期增加壓力不能使更多濾液濾出。對於絕大多數含生物大分子的料液，膜過濾器和表面過濾器均符合逐漸堵塞模型。

    3）對於不符合逐漸堵塞模型的工藝，需要用 恆流實驗（Pmax）進行確定

    某未經充分預過濾含細小顆粒的原料液直接進行除菌過濾，批量為1000L，要求的工藝時間為2小時。使用PALL 孔徑0.22um 濾膜面積13.8cm2的濾芯進行小規模實驗，用時間t/V作圖，作出如下曲線：

    1）Vmax = 1 / 0.008 = 1250 ml

    2）單位面積Vmax = 1.25L / 0.00138 m2 = 905.8 L/m2

    3）Qi = 1 / 0.056 = 178.6 ml/min = 10.7 L/h

    4）單位面積Qi = 10.7 L/h / 0.00138 m2 = 7765.2 LMH

    5）若無時間要求，完成1000L過濾所需濾芯最小面積為：

        Amin = Vb / Vmax = 1000L / 905.8L/m2 = 1.10 m2

    6）若要2小時內完成，所需最小面積為：

        Amin = Vb / Vmax + Vb(QiTb) = 1000 / 905,8 + 1000 / (7765.2 * 2) = 1.17 m2

F. 有關恆壓過濾常數測定實驗的幾道思考題，知道多少告訴我多少吧，謝謝啦！

（1） 通過來實驗你認為過濾自的一維模型是否適用？
答：是適用。用此模型能很好地描述這個過程，且誤差小。

（2） 當操作壓強增加一倍，其K值是否也增加1倍？要得到同樣的濾液量，
2p其過濾時間是否縮短了1半？ K答：恆壓過濾公式：q2＋2qqe＝Kτ （4-46） r
當操作壓強增加一倍，其K值也增加1倍。得到同樣的濾液量，其過濾時間縮短了1半。

（3） 影響過濾速率的主要因素有哪些？
答：1,壓力。2，濾餅結構。3，懸浮液中顆粒的聚集狀態。4，濾餅厚度增長
（4） 濾漿濃度和操作壓強對過濾常數K值有何影響？
答：濾漿濃度越大，過濾常數K值越小。操作壓強越大，過濾常數K值越大。
（5）為什麼過濾開始時，濾液常常有點混濁，過段時間後才變清？
答：1，過濾之初，液體渾濁。懸浮液中部分固體顆粒的粒徑可能會小於介質孔道的孔徑，過濾之初，液體渾濁。但顆粒會在孔道內很快發生「架橋」現象。2，開始形成濾餅層，濾液由渾濁變為清澈。

G. 恆壓過濾常數測定實驗如何減小誤差

恆壓過濾常數測定實驗增大時間減小誤差。可以適當增大兩次讀數的時間，使液面高度變化的誤差減小，由於剛開始過濾時，濾餅還未完全形成，過濾介質不能完全阻擋濾漿中的顆粒，導致數據不穩定。

H. 為何要測定過濾速率常數怎樣測定過濾速率常數

、實驗目的 ⒈ 掌握恆壓過濾常數 、 、 的測定方法,加深對 、 、 的概念和影響因素的理解. ⒉ 學習濾餅的壓縮性指數s和物料常數 的測定方法. ⒊ 學習 一類關系的實驗確定方法. ⒋ 學慣用正交試驗法來安排實驗,達到最大限度地減小實驗工作量的目的. ⒌ 學習對正交試驗法的實驗結果進行科學的分析,分析出每個因素重要性的大小,指出試驗指標隨各因素變化的趨勢,了解適宜操作條件的確定方法. 二、實驗內容 ⒈ 設定試驗指標、因素和水平.因課時限制,必須合作共同完成一個正交表.故統一規定試驗指標為恆壓過濾常數 ,實驗室提供的實驗條件可以設定的因素及其水平如表3-1所示,其中除濾漿濃度可以選二水平或四水平外,其餘因素的水平必須按表3-1選取.並假定各因素之間無交互作用. ⒉ 統一選擇正交表,按所選正交表的表頭設計,填入與各因素水平對應的數據,使它變成直觀的「實驗方案」表格. ⒊ 分小組進行實驗,測定每個實驗條件下的過濾常數 、 、 . ⒋ 對試驗指標 進行極差分析和方差分析；指出各個因素重要性的大小；討論 隨其影響因素的變化趨勢；以提高過濾速度為目標,確定適宜的操作條件. 三、實驗原理 ⒈ 恆壓過濾常數 、 、 的測定方法過濾是利用過濾介質進行液—固系統的分離過程,過濾介質通常採用帶有許多毛細孔的物質如帆布、毛毯、多孔陶瓷等.含有固體顆粒的懸浮液在一定壓力的作用下液體通過過濾介質,固體顆粒被截留在介質表面上,從而使液固兩相分離. 在過濾過程中,由於固體顆粒不斷地被截留在介質表面上,濾餅厚度增加,液體流過固體顆粒之間的孔道加長,而使流體流動阻力增加.故恆壓過濾時,過濾速率逐漸下降.隨著過濾進行,若得到相同的濾液量,則過濾時間增加. 恆壓過濾方程（3-1）式中： —單位過濾面積獲得的濾液體積,m3 / m2； —單位過濾面積上的虛擬濾液體積,m3 / m2； —實際過濾時間,s； —虛擬過濾時間,s； —過濾常數,m2/s. 將式（3-1）進行微分可得：（3-2）這是一個直線方程式,於普通坐標上標繪 的關系,可得直線.其斜率為 ,截距為 ,從而求出 、 .至於 可由下式求出：（3-3）當各數據點的時間間隔不大時, 可用增量之比 來代替. 在本實驗裝置中,若在計量瓶中收集的濾液量達到100ml時作為恆壓過濾時間的零點. 那麼,在此之前從真空吸濾器出口到計量瓶之間的管線中已有的濾液再

I. 為什麼恆壓過濾實驗中得出的數據作圖後求的過濾常數為負數，分析是實

大部分情況下系統誤差具有單向性,是可以降低的.在這個實驗中,系統誤差主要包括,儀器誤差,操作誤差和主觀誤差.分光光度計的靈敏度,直接影響讀數結果,屬於儀器誤差；量取試劑時的精確度不足,致使配製的溶液與理論要求又偏差；主觀誤差又稱個人誤差,是每個實驗者自身的問題了,比如讀刻度時個人習慣的偏高或偏低,在這個實驗中,讀數產生的個人誤差,,個人的讀數與理論值是一定會有誤差的.還有就是偶然誤差,它是某些難以控制且無法避免的因素造成的,在本實驗中,測定環境的溫度,濕度,氣壓等不可避免的因素,其造成的誤差是難以精確衡量的