恒压过滤常数实验报告

A. 恒压过滤常数测定实验为什么过滤开始时,滤液常常有点浑浊,而过段时间后才变清

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，滤饼形成后且形成较密的滤饼，使颗粒不易通过。

B. 恒压过滤常数的测定。为什么采用恒压过滤

恒压过滤常数的测定采用恒压过滤是因为实验原理。因为恒压过滤常数的测定实验原理中，采用恒压过滤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。所以恒压过滤常数的测定采用恒压过滤是因为实验原理。

C. 恒压过滤常数和过滤压力有何关系

恒压过滤，在压力不高的情况下，其空隙率随压力增大而减小，当压力超过某临界值时，空隙率随压力增大而增大。

由于可压缩系数的存在，压力越大，滤饼体积越大，空隙率越小。这个也很好理解，压力越大，就把它压得更紧更严实。而且在过滤过程中，随着滤饼变厚，其空隙率在下降，也就是说过滤过程中流动的阻力在增加，滤液在不同的时间里的各状态量是不同的，即滤液出于不稳定流动中。

恒压过滤

指在过滤期间，过 滤压力保持一定的过滤过程。 可以向料浆贮罐中通人压缩空气使之保持一定的压力。如利用往复泵等定量泵输送料浆 时，过滤压力会逐渐上升，这时利用减压阀保持恒压。连续问 转真空过滤机的过滤操作即属于恒压过滤。恒压过滤时滤饼 阻力既然随过滤进行而增大，过滤速度势必随之而减小。

D. 恒压过滤常数测定实验中数学模型方法的作用体现在哪些方面

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
、
q
e
、
τ
e
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，
m
3
；

A
—
过滤面积，
m
2
；

τ —
过滤时间，
s
；

q
—
通过单位面积过滤介质的滤液量，
m
3
/m
2
；

△
p
—
过滤压力（表压）
pa
；

s
—
滤渣压缩性系数；

μ
—
滤液的粘度，
Pa.s
；

r
—
滤渣比阻，
1/m
2
；

C
—
单位滤液体积的滤渣体积，
m
3
/m
3
；

Ve
—
过滤介质的当量滤液体积，
m
3
；

r
′ —
滤渣比阻，
m/kg
；

C
—
单位滤液体积的滤渣质量，
kg/m
3
。

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

E. 过滤专题：2.恒压载量测试实验Vmax

    实验方法仅适用于膜过滤器和表明过滤器，不适用于以吸附机理为主的深层过滤器的放大

    1）滤饼过滤：一种压力随时间呈线性上升的堵塞模型。通常发生在料液中存在刚性颗粒时，在滤膜上方形成一个滤饼层，这种堵塞模型不会引起滤膜的完全堵塞，只要提高过滤压力就会不断有滤液滤出。

    2）逐渐堵塞模型：会引起滤膜的完全堵塞，在后期增加压力不能使更多滤液滤出。对于绝大多数含生物大分子的料液，膜过滤器和表面过滤器均符合逐渐堵塞模型。

    3）对于不符合逐渐堵塞模型的工艺，需要用 恒流实验（Pmax）进行确定

    某未经充分预过滤含细小颗粒的原料液直接进行除菌过滤，批量为1000L，要求的工艺时间为2小时。使用PALL 孔径0.22um 滤膜面积13.8cm2的滤芯进行小规模实验，用时间t/V作图，作出如下曲线：

    1）Vmax = 1 / 0.008 = 1250 ml

    2）单位面积Vmax = 1.25L / 0.00138 m2 = 905.8 L/m2

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

    4）单位面积Qi = 10.7 L/h / 0.00138 m2 = 7765.2 LMH

    5）若无时间要求，完成1000L过滤所需滤芯最小面积为：

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

    6）若要2小时内完成，所需最小面积为：

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

F. 有关恒压过滤常数测定实验的几道思考题，知道多少告诉我多少吧，谢谢啦！

（1） 通过来实验你认为过滤自的一维模型是否适用？
答：是适用。用此模型能很好地描述这个过程，且误差小。

（2） 当操作压强增加一倍，其K值是否也增加1倍？要得到同样的滤液量，
2p其过滤时间是否缩短了1半？ K答：恒压过滤公式：q2＋2qqe＝Kτ （4-46） r
当操作压强增加一倍，其K值也增加1倍。得到同样的滤液量，其过滤时间缩短了1半。

（3） 影响过滤速率的主要因素有哪些？
答：1,压力。2，滤饼结构。3，悬浮液中颗粒的聚集状态。4，滤饼厚度增长
（4） 滤浆浓度和操作压强对过滤常数K值有何影响？
答：滤浆浓度越大，过滤常数K值越小。操作压强越大，过滤常数K值越大。
（5）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，过滤之初，液体浑浊。悬浮液中部分固体颗粒的粒径可能会小于介质孔道的孔径，过滤之初，液体浑浊。但颗粒会在孔道内很快发生“架桥”现象。2，开始形成滤饼层，滤液由浑浊变为清澈。

G. 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。

H. 为何要测定过滤速率常数怎样测定过滤速率常数

、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

I. 为什么恒压过滤实验中得出的数据作图后求的过滤常数为负数，分析是实

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