化工原理實驗報告

環境科學與工程學院

化工原理課程實驗

報告報告主題恆壓過濾引數的測定

專業班級環境工程（2）班

學號 20110301221

姓名楊迅

時間 2023年12月9日

恆壓過濾常數的測定

1、前言

過濾是利用能讓液體通過而截留固體顆粒的多孔介質（濾布和濾渣），使懸浮液中的固體、液體得到分離的單元操作。過濾操作本質上是流體通過固體顆粒床層的流動，所不同的是，該固體顆粒床層的厚度隨著過濾過程的進行不斷增加。過濾操作分為恆壓過濾和恆速過濾。

當恆壓操作時，過濾介質兩側的壓差維持不變，單位時間通過過濾介質的濾液量不斷下降；當恆速操作時，即保持過濾速度不變。

影響過濾速率的主要因素除壓強差、濾餅厚度外，還與濾餅和懸浮液的性質、懸浮液溫度、過濾介質的阻力等有關。

2、實驗材料與裝置

取適量的碳酸鈣，在配料槽中配製成濃度在2-4%左右的輕質碳酸鈣懸浮液，用攪拌棍進行均勻攪拌(漿液不出現旋渦為好)。

本實驗裝置由空壓機、配料槽、攪拌釜、板框過濾機等組成，其流程示意如圖

3、試驗方法和過程

1.配製含caco33%～5%（wt%）的水懸浮液，用幫浦抽入原料釜，關閉進料閥門，開釜底閥，用幫浦使料液迴圈，同時開攪拌，使caco3懸浮液攪拌均勻。

2.關幫浦。開空壓機，將壓縮空氣通入攪拌釜。

3.正確裝好濾板、濾框及濾布。裝好濾布（濾布使用前應先用水濕透，濾布孔要對準，表面服貼平展無皺紋，否則會漏），排好板框，然後壓緊板框。

4.調節攪拌釜的壓力到需要的值。主要依靠控制面板對釜壓力進行設定，由壓力感測器對空壓機進行自動調節。

5.最大壓力不要超過0.3mpa。

6.實驗應在濾液從匯集管剛流出的時候作為開始時刻，每次δw取200～300g左右，記錄相應的過濾時間δτ。

7.待濾渣裝滿框時即可停止過濾（以濾液量顯著減少到一滴一滴地流出為準）。

8.實驗結束後要沖洗濾框、濾板及濾布，濾板應用刷子刷洗。實驗結果與分析討論

4、過濾實驗資料處理方法介紹

1.方法一`

恆壓過濾速率方程序為:

將式(2) 兩邊對q 求導數得:

為了便於實驗測定, dτ/dq、dτ/dv可分別用微商δτ/δq、δτ/δv代替,從而δτ/δq與q或δτ/δv與v 之間具有線性關係,前者的斜率為2/ k、截距為2 qe/ k ,後者的斜率為2/ ka2 、截距為2ve/ ka2 ,從而可用**法或一元線性回歸法求取過濾常數。

2.方法二

將恆壓速率方程序(1) 、(2) 改寫成式(5) 、(6)

可見,τ/ v 與v 或τ/ q 與q 之間具有線性關係,直線的斜率、截距分別為1/ k、2 qe/ k 或1/ ka2 、2ve/ ka2 ,從而可用**法或一元線性回歸法求取過濾常數。

5、實驗結果與分析討論

1.實驗資料記錄與處理

過濾面積口徑 7 ㎝, 過濾面積a= 0.00385 ㎡。

實驗資料：

注：q』為δq的中點。

由以上資料分別作圖：

實驗ⅰ實驗二：

實驗三：

2.實驗結果與討論

1）實驗結果：

2）實驗結果討論：

1　從實驗的資料上看，實驗存在著明顯的誤差，可能這就包括（實驗資料的讀取，以及看時間的人與讀數的人之間形成的時間差，讀取資料時視線與液面凹槽處是否水平等等）。為盡量避免這些誤差，我認為讀數和記錄時間的人應該是同乙個人，並且進行多次實驗，取結果相對較準確的一組為準。

2　從實驗的資料我們同樣可以得到在0.02mpa到0.04mpa的改變時，得到過濾壓強差△p是增加了一倍，而濾餅常數卻呈現不規律的增加，這就表明濾餅常數不僅僅與過濾壓強差有關。

同樣，可以得到介質常數與過濾壓強差有關。

3.思考題

1、過濾剛開始時，為什麼濾液經常是渾濁的？

答：因為剛開始的時候濾布沒有固體附著，所以空隙較大，渾濁液會通過濾布，從而濾液是渾濁的。當一段時間後，待過濾液體中的固體會填滿濾布上的空隙從而使固體顆粒不能通過濾布，此時的液體就會變得清澈。

2、在恆定過濾中，初始階段為什麼不採取恆定操作？

答：因為剛開始時要生成濾餅，等濾餅有一定厚度之後才能開始等壓過濾。

3、如果濾液的粘度比較大，你考慮用什麼方法改善過濾速率？

答：（1）使用助濾劑，改善濾餅特性；

（2）加熱濾漿，降低濾液粘度；

（3）使用絮凝劑，改變顆粒聚集狀態；

（4）限制濾餅厚度，降低過濾阻力

4、當操作壓強增大一倍時，其k值是否也增大一倍，是得到同樣的過濾量時，其過濾時間是否縮短一半？

答：不是的，dv/dθ=a2δp/μrv(v+ve), dv/dθ是代表過濾速率，它隨著過濾的進行，它是乙個逐漸減少的過程，雖然δp增大一倍，表面上是時間減少一倍，單過濾速率減少，所以過濾得到相同的濾液，所需的時間不是原來的一半，比一半要多。

6、參考文獻

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環境科學與工程學院

化工原理課程實驗

報告報告主題對流傳熱系數及準數

關聯式常數的測定

專業班級環境工程（2）班

學號 20110301221

姓名楊迅

時間 2023年12月9日

對流傳熱系數及準數關聯式常數的測定

一、前言

在各種化工生產中的流體，由於工藝要求，往往需要將其加熱或冷卻至規定的溫度範圍，要達到這種需要，通常進行的單元操作是傳熱．傳熱的常用形式是間壁式傳熱，其中最重要的引數是傳熱系數，涉及到間壁兩側的流體與壁面間的傳熱膜係數，即對流傳熱系數．而想要提高傳熱系數，主要就是提高對流傳熱系數．影響對流傳熱系數的因素很多，主要影響因素有：流體的狀態，流體的物理性質，流體的運動狀況，流體對流的狀況，傳熱表面的形狀、位置及大小等 j．對流傳熱在化工、發電、動力、節能及航天熱控領域具有十分廣泛的應用背景，研究對流傳熱系數的影響因素和計算方法，成為解決對流傳熱的關鍵，對於節約能源、原材料和工程費用等具有重要意義

二、實驗裝置

本實驗裝置由兩組黃銅管（其中一組為光滑管，另一組為波紋管）組成平行的兩組套管換熱器，內管為紫銅材質，外管為不銹鋼管，兩端用不鏽鋼法蘭固定。空氣由旋渦氣幫浦吹出，由旁路調節閥調節，經孔板流量計，由支路控制閥選擇不同的支路進入換熱器。管程蒸汽由加熱釜發生後自然上公升，經支路控制閥選擇逆流進入換熱器殼程，其冷凝放出熱量通過黃銅管壁被傳遞到管內流動的空氣，達到逆流換熱的效果。

飽和蒸汽由配套的電加熱蒸汽發生器產生。該實驗流程圖如圖1所示，其主要引數見表1。

表1 實驗裝置結構引數

圖1 空氣-水蒸氣傳熱綜合實驗裝置流程圖

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