《化工原理》课程教学资源（知识点讲解）3.3过滤计算

过滤过程计算悬浮液中固含量的表示方法：质量分数w（kg固体/kg悬浮液）和体积分数（m3固体/m3悬浮液）。颗粒不发生溶胀时，两者的关系为物料衡算设V具为获得滤液量V并形成体积为LA的滤饼时所消耗的悬浮液总量：V真=V+LA，固体量：V悬β=LA（1-ε）,式中A为过滤面积，L为滤饼厚度。由上述关系可导出d当变时，个→个L=1-8-Φ@则L=一般有：<s，贝1-8GLL

过滤过程计算 悬浮液中固含量的表示方法：质量分数w（kg固体/kg悬浮液） 和体积分数φ（m3固体/m3悬浮液）。颗粒不发生溶胀时，两 者的关系为 物料衡算 设V悬为获得滤液量V并形成体积为LA的滤饼时所消耗的悬 浮液总量: V悬＝V+LA，固体量：V悬φ＝LA (1-ε)， 式中A为过滤面积，L为滤饼厚度。由上述关系可导出       w w w p p    1 L q L q L q                   1 1 一般有： ， 则 当 不变时， GLL

过滤速率：单位时间、单位过滤面积所得的滤液量过滤速率液体通过滤饼的流速很小，一般在低雷诺数范围内，此时65a(1-6=constApAp推动力q5a(1-8)阻力dtr一滤饼的比阻，反映滤饼的特性。r表示滤饼结构对过滤速率的影响，其数值大小可反映过滤操作的难易。手（s=0）的比阻仅取决于悬浮液的物理性质：不可压缩滤饼可压缩滤饼的比阻随压差而变化：r=rApro一单位压差下的滤饼的比阻，1/m滤饼的压缩性系数为S，s=0～1，与物料的种类有关。如硅藻土的s=0.01，碳酸钙s=0.19，高岭土s=0.33等。GLL

过滤速率 液体通过滤饼的流速很小，一般在低雷诺数范围内，此时 r—滤饼的比阻，反映滤饼的特性。r表示滤饼结构对过滤速 率的影响，其数值大小可反映过滤操作的难易。 不可压缩滤饼（s=0）的比阻仅取决于悬浮液的物理性质； 可压缩滤饼的比阻随压差而变化： r0 —单位压差下的滤饼的比阻，1/m 滤饼的压缩性系数为s，s=0～1，与物料的种类有关。 如硅藻土的s=0.01，碳酸钙s=0.19，高岭土s=0.33等。 s r  r0 p 阻 力 推动力      R p rL p d dq    ( ) 5 (1 ) 2 2 3 L p Ad a dV u         const a r     2 2 3 1 5 (1  )  过滤速率：单位时间、单位过滤面积所得的滤液量 GLL

过滤速率的基本方程式通过滤饼及过滤介质的速率式分别是dq _ Apidq_ Ap2dtuRdtuR过滤的推动力之和过滤速率：-A’Apl-sdv过程的总阻力将过滤速率方程式推广dt urv(v+V.)Apdq- Ap+Ap2dtμ(R+R)μ(R+R)设U为单位体积滤液所得到滤饼的体积（m3滤饼/m3滤液）则任一瞬时滤饼厚度L与得到的滤液体积V之间的关系为VAL= vV/AWGLL

过滤速率的基本方程式 通过滤饼及过滤介质的速率式分别是 过程的总阻力 过滤的推动力之和 过滤速率     e R Re p R R p p d dq            1 2 R p d dq    1  Re p d dq    2  将过滤速率方程式推广 设υ为单位体积滤液所得到滤饼的体积（m3滤饼/m3滤液） 则任一瞬时滤饼厚度L与得到的滤液体积V之间的关系为 L V A Le Ve A   e s r v V V A p d dV     0 2 1   GLL

过滤的两种典型操作方式①恒压过滤一恒压差、变速率②恒速过滤一恒速率、变压差③先恒速后恒压过滤一为避免过滤初期因压差过高而引起滤布堵塞或破损，可先采用较小的压差，然后逐步将压差提高至恒定值

过滤的两种典型操作方式 ①恒压过滤—恒压差、变速率 ②恒速过滤—恒速率、变压差 ③先恒速后恒压过滤—为避免过滤初期因压差过高而引起滤 布堵塞或破损，可先采用较小的压差，然后逐步将压差提 高至恒定值

恒压过滤方程恒压过滤时，△p为常数，滤饼会不断增厚导致阻力逐渐增大，过滤速率逐渐降低。对于一定的悬浮液，U、μ、r.为常数，令k=二k为过滤物料特性常数，m?/(Pa's）urovKA?dy再令K=2k△pl-sdt2(V +V.)对于给定的过滤设备及介质而言，式中A，V亦为常数Kdq(a + q.q = dtdt 2(q+qe)q2+2qq。=KtV2 +2VV。= KA°t若介质阻力可忽略，则V=0，=0，则：q=KtGLL

恒压过滤方程 恒压过滤时，△p为常数,滤饼会不断增厚导致阻力逐渐增 大，过滤速率逐渐降低。对于一定的悬浮液，υ、μ、r0为 常数，令         2 2 2 0 0 2 2 2 V VV KA q qq K d K q q dq e e q q q e             r v k 0 1   对于给定的过滤设备及介质而言，式中A，Ve 亦为常数 若介质阻力可忽略，则 Ve ＝0，qe ＝0 ，则: q 2=Kτ k 为过滤物料特性常数，m 2/(Pa·s) 再令 s K k p    1 2 2( ) 2 V Ve KA d dV    2( ) q qe K d dq    GLL