Цель работы

1. Ознакомление с методикой экспериментального определения констант фильтрования.

2. Определение производительности фильтра по фильтрату и влажному осадку.

Описание опытной установки

Схема установки представлена на рис. 5.2.

Установка состоит из погружного вакуум–фильтра 1, бачка для суспензии 2 c мешалкой 3, вакуум–насоса 9, приемника для фильтрата 7 и измерительных приборов: термометра 4, вакуумметра 6 и секундомера. Элемент вакуум–фильтра – разборный. Состоит из воронки со съемной решеткой (дырчатый диск) и крышки.

На воронку с решеткой накладывают фильтровальную ткань и прижимают крышкой при помощи четырех болтов.

Отдельные части установки соединены между собой вакуумными резиновыми трубками, как показано на рис. 5.2. На трубках установлен кран 5, которым при работающем вакуум–насосе создают нужный вакуум, и кран 8. Кран 5 открывается после подготовки всей установки к работе на заданном режиме.

Число оборотов мешалки 3 регулируется реостатом 12.

Порядок проведения работы

1. Включают мешалку 3.

2. Собирают вакуум–фильтр I и устанавливают его в баке 2, погружая в суспензию на несколько сантиметров. Закрывают кран 5 и кран 8.

3. Включают вакуум–насос, и открывая кран 8, устанавливают заданный руководителем вакуум по вакуумметру 6.

Рис. 5.2. Схема установки:

1 – вакуум–фильтр, 2 – бачок для суспензии, 3 – мешалка, 4 – термометр, 5 – кран, 10, 11 – краны, 6 – вакуумметр, 7 – приемник фильтрата, 8 – воздушный кран, 9 – вакуум–насос, 12 – реостат, 13 – выключатель.

4. После установки заданного режима открывают кран 5 и одновременно включают секундомер. Первый замер времени делают при появлении первых капель фильтрата в приемнике. Каждый следующий замер времени производят (не выключая секундомера!) через каждые 100 см³ фильтрата в приемнике. Когда уровень жидкости в приемнике достигнет верхней черты, выключают секундомер, одновременно освобождают фильтр 1, поднимают его вверх на кронштейне так, чтобы резиновая трубка нигде не создавала застоев жидкости. Фильтрующая поверхность фильтра должна быть повернута вверх. При этом сливается в приемник жидкость, находящаяся в фильтре и трубке.

5. Когда поверхность осадка теряет влажный блеск и перестанет изменять свой вид, продувку прекращают, выключая вакуум–насос.

6. Фильтрат из приемника сливается в мерный цилиндр и замеряется общий объем жидкости V_n. Количество фильтрата, добавившееся при продувке, соответствует первому замеру времени (до появления первых капель).

7. Измеряют торцом металлической линейки толщину слоя осадка на фильтре и диаметр всего слоя D.

8. Фильтр 1 разбирают, осадок снимают в специальный бачок, промывают фильтр и ткань, собирают фильтр снова. Результаты замеров заносят в табл. 5.1.

Обработка опытных данных

По полученным замерам объемов V_l, V₂, V₃… и времени ₁, ₂, ₃… определяют разности V и 

, с;

, с; …

,см³;

…

см³

Вычисляют отношение и строят график (рис. 5.3.), откладываюя по оси абцисс V , а по оси ординат величины отношений .

Рис. 5.3. График для определения коэффициентов M и N

Из графика определяются М и N с учетом масштабов графика.

(5.13)

и рассчитывают значения r₀ и R_Ф.П. по формулам (5.11) и (5.12).

Работу заканчивают определением часовой производительности фильтра по фильтрату и влажному осадку (с 1 м² поверхности фильтра).

(5.14)

(5.15)

где V_П – общее количество фильтрата, собранное за время опыта, м³; V_ОС – объем осадка, равный , м²; S_Ф – площадь фильтра, м²; _n – общая продолжительность опыта, сек.

Результаты замеров и расчетов следует свести в таблицу 5.1.

Таблица 5.1.