图 3 实验装置流程图
四、实验内容
测定恒压操作下过滤常数K和qe。 五、实验操作要点
1、实验前将固体粉末在配浆槽内加水配制成一定浓度的悬浮液(如碳酸镁水悬浮液)进行实验,建议滤浆浓度配成3~5%(重量),其量约占料桶的2/3左右。关闭连接储浆罐的排污阀、回浆阀。
2、关闭物料泵进口阀及排污阀,启动搅拌器,使储浆罐内的悬浮液保持浓度均匀,不产生沉淀。
3、按板、框的号数以1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11的顺序排列过滤机的板与框,把滤布用水浸透,再将湿滤布敷以滤框的两侧。安装时,滤布孔要对准过滤机的孔道,表面要平整,不起皱纹,以免漏夜。然后用压紧螺杆压紧板与框。
4、开启搅拌电机使储浆罐内的悬浮液保持浓度均匀,然后,先把物料回流阀全开,滤液出口阀全开,再启动物料泵,滤液流入计量筒计量,测取有关数据(压力控制在0.1~0.2Mpa)。待滤渣充满全部滤框后,(此时流量很小,但仍呈线状流出)。关闭物料泵停止过滤。
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5、过滤完毕后,旋开压紧螺杆并将板、框拉开,(如要测定滤浆浓度或滤渣的含水量,取一定数量的湿滤渣样品,进行烘干,便可求出滤浆的浓度。)卸出滤渣(可将湿滤渣收集起来,作为下次配制悬浮液时之用)。清洗滤布,整理板、框重新装合,进行另一个操作循环。
6、实验结束后,停止搅拌器,用容器把罐内剩余的物料放尽,再装入清水用物料泵将储浆罐内的清水排空。反复几次,使物料泵内清洁为止。以免剩余悬浮液沉淀,堵塞泵、管道、阀门等。 六、实验报告:?
1、以~q作图,求出过滤常数K和qe,并写出完整的过滤方程式; 2、实验结果讨论与分析 七、数据记录
计量筒尺寸:200×170×480mm 板框尺寸:直径125 mm 虑框厚度:17 mm
操作压力: 浓度: 温度:
序号 0 1 2 3 4 5 时间S(秒) 计量H(厘米) ?q 25
八、思考题
1、过滤刚开始时,为什么滤液总是浑浊的?
答:因为刚开始的时候滤布没有固体附着,所以空隙较大,浑浊液会通过滤布,从而滤液是浑浊的。当一段时间后,待过滤液体中的固体会填满滤布上的空隙从而使固体颗粒不能通过滤布,此时的液体就会变得清澈。
2、在过滤中,初始阶段为什么不能采取恒压操作?
答:过滤实验,初始阶段不采取恒压操作的原因是开始过滤时,滤布的通透性非常好,过滤速度很快,不需要太高的压力,随着过滤的进行,过滤速度逐渐减慢,逐渐加压,以增加过滤速度。当操作压强增加一倍,其K值不一定增加一倍,要得到同样的过滤量时,其过滤时间不会缩短一半。有时候物料的黏度过大,细颗粒杂质太多,增加压力是没用的,反而会降低过滤速度。此时采用助滤剂是比较好的选择。 3、如果滤液的粘度比较大,你考虑用什么方法改善过滤速率? 答: 加热升高温度降低粘度后再过滤;加入适当的分散剂来降低粘度。 4、当操作压强增加一倍,其K值是否也增加一倍?要得到同样的过滤量,其过滤时间是
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否可缩短一倍?
由K=2k(△p)1-s得,过滤压强提高一倍,K提高到原来的2(1-s)倍。qe是由介质决定,与压强无关。根据τe= qe / K知,τe是变为原来的1/2。qe和τe是反映过滤介质阻力大小的常数,s为常数(本实验默认滤饼不可压缩,s=0)。注意:因格式问题,上述所涉及的“1-s”均为指数! 九、实验注意事项
1、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。 2、控制系统内的真空度恒定,以保证恒压状态下操作。
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实验四 空气在圆形直管中强制对流传热膜系数的测定
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、实验原理?
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:
lgNu?lgC?mlgRe Pr0.4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
C?NuPrRem0.4
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
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