『壹』 恒压过滤常数的测定实验怎样进行误差分析
一、实验目的
⒈ 掌握恒压过滤常数 、 、 的测定方法，加深对 、 、 的概念和影响因素的理解。
⒉ 学习滤饼的压缩性指数s和物料常数 的测定方法。
⒊ 学习 一类关系的实验确定方法。
⒋ 学习用正交试验法来安排实验，达到最大限度地减小实验工作量的目的。
⒌ 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变化的趋势，了解适宜操作条件的确定方法。
二、实验内容
⒈ 设定试验指标、因素和水平。因课时限制，必须合作共同完成一个正交表。故统一规定试验指标为恒压过滤常数 ，实验室提供的实验条件可以设定的因素及其水平如表3-1所示，其中除滤浆浓度可以选二水平或四水平外，其余因素的水平必须按表3-1选取。并假定各因素之间无交互作用。
⒉ 统一选择正交表，按所选正交表的表头设计，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。
⒊ 分小组进行实验，测定每个实验条件下的过滤常数 、 、 。
⒋ 对试验指标 进行极差分析和方差分析；指出各个因素重要性的大小；讨论 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
⒈ 恒压过滤常数 、 、 的测定方法
过滤是利用过滤介质进行液—固系统的分离过程，过滤介质通常采用带有许多毛细孔的物质如帆布、毛毯、多孔陶瓷等。含有固体颗粒的悬浮液在一定压力的作用下液体通过过滤介质，固体颗粒被截留在介质表面上，从而使液固两相分离。
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，而使流体流动阻力增加。故恒压过滤时，过滤速率逐渐下降。随着过滤进行，若得到相同的滤液量，则过滤时间增加。
恒压过滤方程
（3-1）
式中： —单位过滤面积获得的滤液体积，m3 / m2；
—单位过滤面积上的虚拟滤液体积，m3 / m2；
—实际过滤时间，s；
—虚拟过滤时间，s；
—过滤常数，m2/s。
将式（3-1）进行微分可得：
（3-2）
这是一个直线方程式，于普通坐标上标绘 的关系，可得直线。其斜率为 ，截距为 ，从而求出 、 。至于 可由下式求出：
（3-3）
当各数据点的时间间隔不大时， 可用增量之比 来代替。
在本实验装置中，若在计量瓶中收集的滤液量达到100ml时作为恒压过滤时间的零点。
那么，在此之前从真空吸滤器出口到计量瓶之间的管线中已有的滤液再加上计量瓶中100ml滤液，这两部分滤液可视为常量（用 表示），这些滤液对应的滤饼视为过滤介质以外的另一层过滤介质。在整理数据时，应考虑进去，则方程式（3-2）变为：
（各套 为200ml）
过滤常数的定义式：
（3-4）
两边取对数
(3-5)
因 ，故 与 的关系在对数坐标上标绘时应是一条直线，直线的斜率为 ，由此可得滤饼的压缩性指数 ，然后代入式（3-4）求物料特性常数 。
⒉ 正交试验法原理，参阅《化工基础实验》第3章。
四、实验装置
⒈ 本实验共有八套装置，设备流程如图3-1所示，滤浆槽内放有已配制有一定浓度的硅藻土～水悬浮液。用电动搅拌器进行搅拌使滤浆浓度均匀（但不要使流体旋涡太大，使空气被混入液体的现象），用真空泵使系统产生真空，作为过滤推动力。滤液在计量瓶内计量。
⒉ 滤浆升温靠电热，用调压变压器即时调节电热器的加热电压来控温。每个滤浆内有电热器两个。
⒊ 滤浆浓度的水平分别指存放在滤浆槽内浓度不同的滤浆。
⒋ 过滤介质的水平1、2分别指真空吸滤器（玻璃漏斗）G2、G3（G2、G3是玻璃漏斗的型号，出厂时标注在漏斗上）。真空吸滤器的过滤面积为0.00385m2。
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
2
3
1
图3-1 正交试验法在过滤研究实验中的应用的流程图
1—搅拌装置；2—温度显示仪；3—真空吸滤器；4—电热棒；5—调节阀；6—滤液计量瓶；7—放液阀；
8—放液阀；9—真空表；10—进气阀；11—缓冲罐；12—调节阀；13—真空泵；14—滤浆槽
五、实验方法
⒈ 每个小组完成正交表中两个试验号的试验，每个大组负责完成一个正交表的全部试验。
⒉ 同一滤浆槽内，先做低温，后做高温。两个滤浆槽内同一水平的温度应相等。
⒊ 每组先把低温下的实验数据输入计算机回归过滤常数。当回归相关系数大于0.95时，该组实验合格，否则重新实验。使用同一滤浆槽的两组实验均合格后，才能升温。
⒋ 每一大组用同一台计算机汇总并整理全部实验数据，每个小组打印一份结果。
⒌ 每个实验的操作步骤：
⑴ 开动电动搅拌器将滤浆槽内硅藻土料浆搅拌均匀。将真空吸滤器按图示安装好，放入滤浆槽中，注意滤浆要浸没吸滤器。
⑵ 打开进气阀，关闭调节阀5。然后接通真空泵电闸。
⑶ 调节进气阀10，使真空表读数恒定于指定值，然后打开调节阀5，进行抽滤，待计量瓶中收集的滤液量达到100ml时，按表计时，作为恒压过滤零点。记录滤液每增加100ml所用的时间。当计量瓶读数为800ml时停表并立即关闭调节阀5。
⑷ 打开进气阀10和8，待真空表读数降到零时，停真空泵。打开调节阀5，利用系统内大气压把吸附在吸滤器上滤饼卸到槽内。放出计量瓶内滤液，并倒回滤浆槽内。卸下吸滤器清洗待用。
⒍ 结束实验后，切断真空泵、电动搅拌器电源，清洗真空吸滤器并使设备复原。
六、注意事项
⒈ 每次实验前都必须认真核对将做的实验是否符合正交表中因素和水平的规定。
⒉ 每个人实验的好坏，都会对整个大组的实验结果产生重大影响。因此，每个人都应认真实验，切不可粗心大意！
⒊ 放置真空吸滤器时，一定要把它浸没在滤浆中，并且要垂直放置，防止气体吸入，破坏物料连续进入系统和避免在器内形成滤饼厚度不均匀的现象。
⒋ 开关玻璃旋塞时，不要用力过猛，不许向外拔，以免损坏。
⒌ 每次实验后应该把吸滤器清洗干净。
⒍ 加热滤浆时加热电压不能超过220V。当滤浆温度快升到温度的水平2所规定温度时，加热电压应迅速降到40～50V。然后再酌情调节电压进行升温或保温。
七、报告内容
⒈ 列出全部过滤操作的原始数据，表格由各组统一设计。
⒉ 用最小二乘法或作图法求解正交表中一个试验的 、 、 。
⒊ 把计算机输出的恒压过滤常数 、 、 填入实验结果表中。
⒋ 对试验指标K进行极差分析和方差分析，并写出表中某列值的计算举例。
⒌ 画出表示K随各因素水平变化趋势的线图，并做理论分析。
⒍ 由本次正交试验可得出的结论。
⒎ 回答下列思考题
⑴ 为什么每次实验结束后，都得把滤饼和滤液倒回滤浆槽内？
⑵ 本实验装置真空表的读数是否真正反映实际过滤推动力？为什么？
表3-1 正交试验的因素和水平
因素
水平
压强差△P（Mpa）
过滤温度t℃
滤浆浓度C
过滤介质M
1
0.03
室温： ℃
5%
G2
2
0.04
室温+10℃
10%
G3
3
0.05
15%
4
0.06
20%
『贰』 恒压过滤常数测定实验如何减小误差
恒压过滤常数测定实验增大时间减小误差。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，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，导致数据不稳定。
『叁』 在恒压过滤中,过滤速度如何变化
在恒定压差下进行的过滤称为恒压过滤。此时,由于随着过滤的进行,滤饼厚度逐渐增加,阻力随之上升,过滤速率则不断下降。
『肆』 对于恒压过滤 滤液体积增大一倍 为什么 过滤压差增大2倍
既然介质介质是滤布，那哪来的滤纸呢？所以第一种情况就是可能是滤布破了，专第二种情况是，过滤属的滤液是否会在压力变大时，容易变浑浊，有些液体会随压力温度等环境影响而变化，第三种情况就是，密封位置失效，造成过滤中所说的短路，第四种情况就是设备本身耐压性不好，有损坏，其他暂时还没有想到
『伍』 恒压过滤时,欲增加过滤速率,可行的措施有哪些
添加助力剂、选择合适的过滤介质、控制滤饼的流速
『陆』 恒压过滤方程
恒压过滤方程：D=Cm（t0－t）。恒压过滤是在恒定压力差下进行的过滤操作。恒压过滤是最常见的过滤方式。连续过滤机内都是恒压过滤，间歇过滤机内进行的过滤也多为恒压过滤。
物理学上的压力，是指发生在两个物体的接触表面的作用力，或者是气体对于固体和液体表面的垂直作用力，或者是液体对于固体表面的垂直作用力。（物体间由于相互挤压而垂直作用在物体表面上的力，叫作压力。）例如足球对地面的力，物体对斜面的力，手对墙壁的力等。习惯上，在力学和多数工程学科中，“压力”一词与物理学中的压强同义。
『柒』 简述过滤实训装置中恒压过滤的操作要点(以0.1MPa为例)
大部分情况下系统误差具有单向性,是可以降低的.在这个实验中,系统误差主要包括,仪器误差,操作误差和主观误差.分光光度计的灵敏度,直接影响读数结果,属于仪器误差；量取试剂时的精确度不足,致使配制的溶液与理论要求又偏差；主观误差又称个人误差,是每个实验者自身的问题了,比如读刻度时个人习惯的偏高或偏低,在这个实验中,读数产生的个人误差,,个人的读数与理论值是一定会有误差的.还有就是偶然误差,它是某些难以控制且无法避免的因素造成的,在本实验中,测定环境的温度,湿度,气压等不可避免的因素,其造成的误差是难以精确衡量的
『捌』 影响过滤速率的主要因素有哪些
压差由较小值缓慢增大,也可以采用先恒速后恒压的操作方式,则称为离心过滤.离心过滤的过滤速率快、滤饼紧密度和厚度等.滤饼的影响因素主要有颗粒的形状.当滤饼厚度增大到一定程度,表明了过滤设备的生产强度,滤饼厚度逐渐增加,即设备性能的优劣,也还受到滤布强度.\,为了降低滤浆的粘度,增大推动力可提高过滤速率,要根据悬浮液中颗粒的大小来选择合适的过滤介质,所以生产中一般采用恒压过滤,\.因此对热料浆不应在冷却后再过滤,不能过高.真空过滤也能获得较大的过滤速率.过滤速率与过滤推动力成正比与过滤阻力成反比,因而恒速过滤较难控制.由于压差要不断变化；由于滤浆浓度越大.在压差过滤中,但压差越大1,以克服由于滤饼增厚而上升的阻力,生产能力和滤液的澄清度的差别也就很大,维持压差不变,加压操作的压力不能太大,过滤速率越快、越厚,投资费用和动力消耗都较大.过滤速率与过滤速度过滤速率是指过滤设备单位时间所能获得的滤液体积,必须保持一定的推动力,有时为避免过滤初期因压差过高引起滤布堵塞和破损,显然;x0d②过滤推动力要使过滤操作得以进行、大小.重力过滤设备简单,过滤速率会变得很慢；加压过滤可获得较大的推动力,过滤速率基本维持不变,一般在85kPa以下;x0d金属网与棉毛织品的空隙大小相差很大;x0d③过滤介质与滤饼的性质过滤介质的影响主要表现在对过程的阻力和过滤效率上,一般仅用来处理固体含量少且容易过滤的悬浮液,由于随着过滤的进行.\,同时稀释滤浆也只能在不影响滤液的前提下进行;x0d①悬浮液的性质悬浮液的粘度对过滤速率有较大影响,但这样会过滤容积增加,加压却不能有效地提高过程的速率；如果压差是通过在介质上游加压形成的；如果压差是在过滤介质的下游抽真空形成的,有时还可将滤浆先适当预热.此时,过滤开始后,即使设备强度允许,当压差增大至系统允许的最大值后,但对可压缩滤饼,进行下一个周期的操作.\.一般说来,某些情况下也可以将滤浆加以稀释再进行过滤,但设备复杂、液体含量较少的悬浮液的分离,则称为加压过滤,多用于颗粒粒度相对较大,颗粒越细；如果压差是利用离心力的作用形成的,但操作的真空度受到液体沸点等因素的限制,因此、滤饼的压缩性等因素的限制,滤饼越紧密.\,并可根据需要控制压差大小.恒压过滤与恒速过滤在恒定压差下进行的过滤称为恒压过滤,过滤速率快,如化学实验中常见的过滤,过滤速率慢；过滤速度是指单位时间单位过滤面积所能获得的滤液体积.维持过滤速率不变的过滤称为恒速过滤,过滤速率则不断下降,但推动力小,则称为重力过滤,以不超过500kPa为宜.如果压差是靠悬浮液自身重力作用形成的,即在滤饼和介质的两侧之间保持有一定的压差、厚度以及滤液的性质等诸多因素有关,其粘度也越大.因此,进行恒压过滤,必须相应地不断增大压差.为了维持过滤速率恒定,对设备的密封性和强度要求越高;x0d2.粘度越小,阻力则与滤饼的结构,推动力就是压差,表明了过滤设备的生产能力,对不可压缩滤饼,操作再进行下去是不经济的,则称为减压过滤（或真空抽滤）,比较复杂,这时只有将滤饼卸去,阻力随之上升,其阻力越大
『玖』 恒压过滤时,如加大过滤推动力过滤速率如何改变
1、首先可以搅拌防止沉淀堵塞。
2、其次可以增加滤纸与溶液接触的表面积。
3、然后可以换大漏斗、大滤纸,。
4、最后可以折成菊花状滤纸或者索性换更高级的滤纸。
『拾』 恒压过滤时，要提高过滤速度，可行措施有哪些
恒压的话就不能抽滤了.
搅拌防止沉淀堵塞.
增加滤纸与溶液接触的表面积,或者说换大漏斗、大滤纸,甚至折成菊花状滤纸
或者索性换更高级的滤纸……