实验三恒压过滤实验 实验目的 熟悉实验装置的结构和操作方法 2、测定在恒压操作时的过滤常数K,q,τs,并以实验所得结果验证过滤方程式, 增进对过滤理论的理解; 3、改变压强差重复上述操作,测定压缩指数s和物料特性常数k 、实验原理 过滤过程是将悬浮液送至过滤介质及滤饼一侧,在其上维持另一侧较高的压力,液 体则通过介质而成滤液,而固体粒子则被截留逐渐形成滤饼。过滤速度由过滤介质两端 的压力差及过滤介质的阻力决定。过滤介质阻力由二部分组成,一为过滤介质,一为滤 饼(先积下来的滤饼成为后来的过滤介质)。因为滤饼厚度(亦即滤饼阻力)随着时间而 增加,所以恒压过滤速度随着时间而降低。对于不可压缩性滤饼,在恒压过滤情况下 滤液量与过滤时间的关系可用下式表示 (VV)2=KA2(τ+r) 式中:V—T时间内的滤液量(m3) V一一虚拟滤液的体积,它是形成相当于过滤介质阻力的一层滤饼时,应得 到的滤液量(m) A—一过滤面积(m2) 滤常数(m2/s) τ一一相当于得到滤液V所需的过滤时间(s) τc一相当于得到滤液V所需的过滤时间(s) 上式也可写成: 9+2qeqk 式中:q=VA,即单位过滤面积的滤液量(m) q=VA,即单位过滤面积的虚拟滤液量(m) 将过滤方程式微分后得到2qdq+2qdq=Kdt 整理后得: 面 At ndu 则得 K q(m3/m2) 将Δτ/Δq对q标绘(q取各时间间隔内的平均值),在正常情况下,各点均在一条直 线上,如图所示,直线斜率2/K=A/B,结局2q/K=c由此可求出K和q。T。由下式得: K 在实验中,当计量瓶中的滤液达到100m1刻度时开始按表计时,作为恒压过滤时间 的零点。但是,在此之前吸滤早已开始,即计时之前系统内已有滤液存在,这部分滤液
实验三 恒压过滤实验 一、实验目的 1、熟悉实验装置的结构和操作方法； 2、测定在恒压操作时的过滤常数 K，qe，τe，并以实验所得结果验证过滤方程式， 增进对过滤理论的理解； 3、改变压强差重复上述操作，测定压缩指数 s 和物料特性常数 k 。 二、实验原理 过滤过程是将悬浮液送至过滤介质及滤饼一侧，在其上维持另一侧较高的压力，液 体则通过介质而成滤液，而固体粒子则被截留逐渐形成滤饼。过滤速度由过滤介质两端 的压力差及过滤介质的阻力决定。过滤介质阻力由二部分组成，一为过滤介质，一为滤 饼（先积下来的滤饼成为后来的过滤介质）。因为滤饼厚度（亦即滤饼阻力）随着时间而 增加， 所以恒压过滤速度随着时间而降低。对于不可压缩性滤饼，在恒压过滤情况下， 滤液量与过滤时间的关系可用下式表示： （V+Ve）2=KA2（τ+τe） 式中：V——τ时间内的滤液量 （m 3） Ve——虚拟滤液的体积，它是形成相当于过滤介质阻力的一层滤饼时，应得 到的滤液量 （m 3） A——过滤面积 （m 2） K——过滤常数 （m 2 /s） τ——相当于得到滤液 V 所需的过滤时间 （s） τe——相当于得到滤液 Ve 所需的过滤时间 （s） 上式也可写成： q 2 +2qeq=Kτ 式中： q=V/A，即单位过滤面积的滤液量 （m） qe=Ve/A，即单位过滤面积的虚拟滤液量 （m） 将过滤方程式微分后得到 2qdq+2qedq=Kdτ 整理后得： 将Δτ/Δq 对 q 标绘(q 取各时间间隔内的平均值),在正常情况下,各点均在一条直 线上,如图所示,直线斜率 2/K=A/B,结局 2qe/K=c 由此可求出 K 和 qe 。τe 由下式得： qe = K e 2 在实验中，当计量瓶中的滤液达到 100ml 刻度时开始按表计时，作为恒压过滤时间 的零点。但是，在此之前吸滤早已开始，即计时之前系统内已有滤液存在，这部分滤液 q （m 3 /m2） K q K q dq d 2 2 e = + 以 代 ，则得 dq d q K q K q q 2 2 e = + C B A Δτ/Δq（s/m）
量可视为常量以q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,则方程应改写为: AT 2 Ag xq**kla.+q) q=2-系统存液量为170ml 过滤常数的定义式:K=2k4y2 两边取对数:gK=(1-s)g(4p)+g(2k 因s=常数,k=1=常数,故K与△p的关系,在双对数坐标上标绘是一条直线 直线的斜率1-2,由此可计算出压缩性指数s,读取△p~K直线上任一点处的K值,将 K、△p数据一起代入过滤常数定义式计算物料特性常数k 三、实验装置简要说明 本实验装置由过滤漏斗、滤浆桶、搅拌桨、计量筒、缓冲罐、及真空泵等组成。 滤浆槽内配有一定浓度的硅藻土悬浮液,用电动搅拌器进行搅拌(浆液不出现漩涡为好)。 滤浆在滤浆槽中经搅拌均匀后,启动真空泵,使系统内形成真空达指定值。滤液经过滤 漏斗清液进入计量筒,固相被留在过滤漏斗上逐渐生成滤饼。定时读取计量筒的液位, 并记录。系统真空度可由真空阀进行调节 四、实验步骤 1、熟悉实验装置流程 2、装置接通电源,启动电动搅拌器,待槽内浆液搅拌均匀,将过滤漏斗安装好,固 定于浆液槽内。 3、打开放空阀7关闭旋塞4及放液阀10 4、启动真空泵,用放空阀7及时调节系统的真空度,使真空表的读数稍大于指定值 然后达凯旋塞4进行抽滤。此后时间内要注意观察真空表的读数应恒定于指定值。当计 量瓶滤液达到100ml刻度时按表计时,做为恒压过滤时间的零点。记录滤液每增加100m1 所用的时间。当计量瓶读数为800m1时停止计时,并立即关闭旋塞4。 5、把放空阀7全开,关闭真空泵,打开旋塞4,利用系统内的大气压和液位高度差 把吸附在过滤介质上的滤饼压回槽内。放出计量瓶内的滤液并倒回槽内,以保证滤浆浓 度恒定。卸下过滤漏斗洗净待用。 6、改变真空度重复上述实验 7、实验结束后,关闭电源 五、实验注意事项 1、过滤漏斗如图安装在滤浆中浸没一定深度,让过滤介质平行于液面,以防止被空 气抽如造成滤饼厚度不均匀 2、启动搅拌器前,用手旋转一下搅拌轴以保证顺利启动搅拌器。将调速钮调在最小 位置,打开调速器开关,将调速钮从小到大位调节,不允许高速档启动,转速状态下出
量可视为常量以 q' 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，则方程应改写为： ( ') 2 2 q q K q q K = + e + A V q ' ' = V ' — 系统存液量为 170ml 过滤常数的定义式： s K k p − = 1 2 两边取对数： lg K = (1− s)lg( p) + lg( 2k) 因 = 常数， = = 常数 1 s k ，故 K 与Δp 的关系，在双对数坐标上标绘是一条直线。 直线的斜率 1− s ，由此可计算出压缩性指数 s，读取Δp～K 直线上任一点处的 K 值，将 K、Δp 数据一起代入过滤常数定义式计算物料特性常数 k。 三、实验装置简要说明 本实验装置由过滤漏斗、滤浆桶、搅拌桨、计量筒、缓冲罐、及真空泵等组成。 滤浆槽内配有一定浓度的硅藻土悬浮液，用电动搅拌器进行搅拌（浆液不出现漩涡为好）。 滤浆在滤浆槽中经搅拌均匀后，启动真空泵，使系统内形成真空达指定值。滤液经过滤 漏斗清液进入计量筒，固相被留在过滤漏斗上逐渐生成滤饼。定时读取计量筒的液位， 并记录。系统真空度可由真空阀进行调节。 四、实验步骤 1、熟悉实验装置流程 2、装置接通电源，启动电动搅拌器，待槽内浆液搅拌均匀，将过滤漏斗安装好，固 定于浆液槽内。 3、打开放空阀 7 关闭旋塞 4 及放液阀 10 。 4、启动真空泵，用放空阀 7 及时调节系统的真空度，使真空表的读数稍大于指定值， 然后达凯旋塞 4 进行抽滤。此后时间内要注意观察真空表的读数应恒定于指定值。当计 量瓶滤液达到 100ml 刻度时按表计时，做为恒压过滤时间的零点。记录滤液每增加 100ml 所用的时间。当计量瓶读数为 800ml 时停止计时，并立即关闭旋塞 4 。 5、把放空阀 7 全开，关闭真空泵，打开旋塞 4，利用系统内的大气压和液位高度差 把吸附在过滤介质上的滤饼压回槽内。放出计量瓶内的滤液并倒回槽内，以保证滤浆浓 度恒定。卸下过滤漏斗洗净待用。 6、改变真空度重复上述实验。 7、实验结束后，关闭电源。 五、实验注意事项 1、过滤漏斗如图安装,在滤浆中浸没一定深度,让过滤介质平行于液面,以防止被空 气抽如造成滤饼厚度不均匀。 2、启动搅拌器前，用手旋转一下搅拌轴以保证顺利启动搅拌器。将调速钮调在最小 位置，打开调速器开关，将调速钮从小到大位调节，不允许高速档启动，转速状态下出
现异常时或实验完毕后将调速钮恢复最小位 3、用放空阀7调节。控制系统内的真空度恒定,以保证恒压状态下操作 实验四传热综合实验 实验目的 1、通过实验掌握传热膜系数a的测定方法,并分析影响a的因素 2、掌握确定传热膜系数准数关联式中的系数C和指数m、n的方法; 3、通过实验提高对α关联式的理解,了解工程上强化传热的措施 4、掌握测温热电偶的使用方法 二、基本原理 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α,当流体无相变化时对流传热准数关联式一般 形式为: 对强制湍流,Gr准数可以忽略。Nu= C Rem Prl 本实验中,可用图解法和最小二乘法两种方法计算准数关联式中的指数m、n和系数C 用图解法对多变量方程进行关联时,要对不同变量Re和P分别回归。为了便于掌握这 类方程的关联方法,可取n=04(实验中流体被加热)。这样就简化成单变量方程。两边取 对数,得到直线方程: Ig C + mIg re 在双对数坐标系中作图,找出直线斜率,即为方程的指数m。在直线上任取一点的函数 值代入方程中得到系数C,即 用图解法,根据实验点确定直线位置,有一定的人为性 而用最小二乘法回归,可以得到最佳关联结果。应用计算机对多变量方程进行一次回归, 就能同时得到C、m、n 可以看出对方程的关联,首先要有Nu、Re、Pr的数据组。 雷诺准数 du 努塞尔特准数 普兰特准数 Pr=cpa d一换热器内管内径(m) a1一空气传热膜系数(Wm2·℃
现异常时或实验完毕后将调速钮恢复最小位。 3、用放空阀 7 调节。控制系统内的真空度恒定，以保证恒压状态下操作。 实验四 传热综合实验 一、实验目的 1、通过实验掌握传热膜系数α的测定方法，并分析影响α的因素； 2、掌握确定传热膜系数准数关联式中的系数 C 和指数 m、n 的方法； 3、通过实验提高对α关联式的理解，了解工程上强化传热的措施； 4、掌握测温热电偶的使用方法。 二、基本原理 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变化时对流传热准数关联式一般 形式为： Nu = C Rem Prn Grp 对强制湍流，Gr 准数可以忽略。 Nu = C Rem Prn 本实验中，可用图解法和最小二乘法两种方法计算准数关联式中的指数 m、n 和系数 C。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量 Re 和 Pr 分别回归。为了便于掌握这 类方程的关联方法，可取 n = 0.4（实验中流体被加热）。这样就简化成单变量方程。两边取 对数，得到直线方程： lg lg Re Pr lg 0.4 C m Nu = + 在双对数坐标系中作图，找出直线斜率，即为方程的指数 m。在直线上任取一点的函数 值代入方程中得到系数 C，即 m Nu C Pr Re 0.4 = 用图解法，根据实验点确定直线位置，有一定的人为性。 而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。应用计算机对多变量方程进行一次回归， 就能同时得到 C、m、n。 可以看出对方程的关联，首先要有 Nu、Re、Pr 的数据组。 雷诺准数 du Re = 努塞尔特准数 d Nu 1 = 普兰特准数 C p Pr = d —换热器内管内径（m） α1—空气传热膜系数（W/m2·℃）