一、实验目的

1、熟悉板框过滤设备及操作。

2、测定过滤常数 K (m²/s)，介质常数 θe (s)和 qe (m³/m²)，滤饼的压缩性指数 s，物料特性常数 k m²/(Pa.s)。

二、实验原理

1、恒压下测定 K, qe, θe

根据恒压过滤方程：

式中，q-单位过滤面积获得的滤液体积，m³/m²； qe-单位过滤面积的虚拟滤液体积，m³/m²； θ-实际过滤时间，s；θ_e-虚拟过滤时间，s；K-过滤常数，m²/s。

整理得：  

说明：恒压时 K, q_e 为常数，则在直角坐标系中，以 θ/q~q 作图为一直线，斜率为 1/K，截距为 2qe/K，可求得 K 和 qe；  θe 可通过  计算。

2、压缩性指数 s 与物料特性常数 k

以不同的 Δp_i 作恒压实验，测系列 θ~V 值，计算不同Δp_i下的K_i值。

    (5)

两边取对数得：

     (6)

由于s,  均为常数，则在直角坐标中，lgK~lgΔp 为一条直线，斜率为(1-s)，可求出s；截距为lg(2k)，可求出 k；或读取 △p-K 直线上任一点处的K,Δp数据代入(5)式，计算物料特性常数 k；

另一方法

1、恒压下测定 K, q_e, θ_e

根据恒压过滤方程： 

    (1)

式中，q-单位过滤面积获得的滤液体积，m³/m²； qe-单位过滤面积的虚拟滤液体积，m³/m²； θ-实际过滤时间，s；θ_e-虚拟过滤时间，s；K-过滤常数，m²/s。

将(1)式微分得：

      (2)

当各数据点时间间隔不大时，  可以用增量之比  来代替，用  与 q 作图，(2)式也为直线方程。在直角坐标系上标绘  对q关系，斜率为 2/K，截距 2/(K.qe)，可求出 K，qe。

由   求 θ_e 。

2、压缩性指数 s 与物料特性常数k，同方法一。 

三、实验装置

1、实验装置及流程图，图1

        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。

如图1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。

2、过滤、洗涤管路，如图2

   图2 板框过滤机固定头管路分布图

3、其他有：滤浆桶、漩涡泵、板框过滤机、滤液计量桶。

四、实验操作

1、板框过滤机组装：

顺序：固定头-过滤板-滤框-洗涤板-滤框-过滤板-可动头。用压紧装置压紧。

2、① 开总电源；② 开搅拌器电源开关，启动电动搅拌器，将滤浆桶内浆液搅拌均匀。③ 将回流阀全开、阀4、6、11全关。

3、启动旋涡泵，调节回流阀使压力表达规定值Δp1。

4、压力表稳定后，打开滤浆进口阀开始过滤。

当滤液计量桶内见到第一滴滤液，按表计时。  滤液每增高 10 mm时，记录过滤所用时间。当滤液达 160 mm 停止计时，立即关闭滤浆进口阀。

5、打开回流阀全开，使压力表5指示值下降。卸下滤饼并放回滤浆槽内，清洗滤布。将滤液桶内滤液倒回槽内，保证滤浆浓度恒定。

6、改变压力为 Δp2，从1开始重复实验。

7、实验结束，对泵及滤浆进出口管进行冲洗。

8、操作注意事项

(1) 滤板与滤框间密封垫应放正，压紧设备，避免漏液。

(2) 计量桶滤液管口应贴桶壁，防止液面波动。

(3) 实验结束，关闭滤浆进口阀。

(4) 电动搅拌器为无级调速。

五、数据处理

1、实验数据的计算方法，实验数据见表一

(1) 根据恒压过滤方程：

  (1)

式中，q-单位过滤面积获得的滤液体积，m³/m²； qe-单位过滤面积的虚拟滤液体积，m³/m²； θ-实际过滤时间，s；θ_e-虚拟过滤时间，s；K-过滤常数，m²/s。

将(1)式微分得：

      (2)

上式为直线方程，在直角坐标系上标绘  对q关系，斜率为 2/K，截距 2/(K.qe)，可求出 K，qe。

(2) 由   求 θ_e 。

当各数据点的时间间隔不大时，  可以用增量之比来代替，即   与 q 作图。

(3) 压缩性指数 s 与物料特性常数 k

    (5)

两边取对数得：

     (6)

由于s,  均为常数，则在直角坐标中，lgK~lgΔp 为一条直线，斜率为(1-s)，可求出压缩性指数 s；截距为lg(2k)，可求出 k；或读取 △p-K 直线上任一点处的K, Δp数据代入(5)式，计算物料特性常数 k；

2、过滤常数