- •2. Результаты расчетов и графики Обработка экспериментальных данных:
- •Опыт №2
- •Обработка экспериментальных данных:
- •IV. Выводы
- •V.Ответы на контрольные вопросы
- •Что является движущей силой процесса фильтрования (в модели Дарси-Рутса)?
- •Что понимают под скоростью процесса фильтрования? Какие факторы и как влияют на скорость фильтрования?
- •Какие основные режимы фильтрования применяют в производственной практике? Как организуют процесс фильтрования в этих режимах?
- •В чём основные различия между барабанным и дисковым вакуум-фильтрами?
- •VI. Ответы на вопросы преподавателя
РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА
КАФЕДРА ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«Изучение процесса фильтрования суспензий».
СТУДЕНТ Власичева Ю.Н. ГРУППА О-32
I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Экспериментальное определение удельного сопротивления слоя осадка и сопротивления фильтровальной перегородки при фильтровании водной суспензии карбоната кальция при различных движущих силах и температурах.
II. СХЕМА УСТАНОВКИ
III. ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
1.ТАБЛИЦЫ ОПЫТНЫХ ДАННЫХ
Опыт №1
Перепад давления Δp = 200 мм. рт. ст. = 26664 Па |
||||
Температура T = 25℃ |
Вязкость воды μ = 0,891 мПа*с |
|||
Диаметр фильтра dф = 35,5 мм |
Площадь фильтра A = |
|||
Толщина осадка hос = 8 мм |
Объем осадка Vос = |
|||
Дополнительной объем фильтрата ΔV = 18 см3 |
||||
№ п/п |
Объём жидкости в сборнике Vc, см3 |
Время фильтрования t, с |
Общий объем фильтрата Vф∙106, м3 |
, с/м3 |
1 |
0 |
23 |
18 |
1,278 |
2 |
25 |
65 |
43 |
1,512 |
3 |
50 |
120 |
68 |
1,765 |
4 |
75 |
185 |
93 |
1,989 |
5 |
100 |
265 |
118 |
2,246 |
6 |
125 |
355 |
143 |
2,483 |
7 |
150 |
455 |
168 |
2,708 |
2. Результаты расчетов и графики Обработка экспериментальных данных:
)
Мф = 0,0096 ∙ 10-12 c
Nф = 1,105 ∙ 10-6 с/м3
Опыт №2
Перепад давления Δp = 300 мм. рт. ст. = 39997 Па |
||||
Температура T = 25℃ |
Вязкость воды μ = 0,891 мПа*с |
|||
Диаметр фильтра dф = 35,5 мм |
Площадь фильтра A = |
|||
Толщина осадка hос = 7 мм |
Объем осадка Vос = |
|||
Дополнительной объем фильтрата ΔV = 19 см3 |
||||
№ п/п |
Объём жидкости в сборнике Vc, см3 |
Время фильтрования t, с |
Общий объем фильтрата Vф∙106, м3 |
, с/м3 |
1 |
0 |
14 |
19 |
0,737 |
2 |
25 |
42 |
44 |
0,955 |
3 |
50 |
78 |
69 |
1,130 |
4 |
75 |
117 |
94 |
1,245 |
5 |
100 |
171 |
119 |
1,437 |
6 |
125 |
223 |
144 |
1,549 |
7 |
150 |
294 |
169 |
1,740 |
Обработка экспериментальных данных:
Мф = 0,0064 ∙ 10-12 c
Nф = 0,651 ∙ 10-6 c/м3
IV. Выводы
В ходе лабораторной работы был изучен процесс фильтрования суспензий с помощью лабораторной установки фильтрования; экспериментально определены значения удельного сопротивления слоя осадка и сопротивления фильтровальной перегородки при фильтровании водной суспензии карбоната кальция при различных движущих силах. При разности давлений в 200 мм рт ст эти значения составили , при разнице давлений в 300 мм рт ст .
Удельное сопротивление слоя осадка зависит прямо пропорционально от давления и растет с её увеличением. Сопротивление же фильтровальной перегородки, показывающее разности давлений, необходимой для того, чтобы жидкая фаза проходила через фильтровальную перегородку со скоростью 1 м/с, с увеличение давления водной суспензии падает.
Список литературы
1. Лабораторные работы по процессам и аппаратам химической технологии // под. ред. проф. В. М. Лекае. – М.: МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1980. – 47 с
2. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1973. – 752 с.
V.Ответы на контрольные вопросы
Что является движущей силой процесса фильтрования (в модели Дарси-Рутса)?
Основной движущей силой процесса фильтрования является разность давлений по обеим сторонам фильтра.
Что понимают под скоростью процесса фильтрования? Какие факторы и как влияют на скорость фильтрования?
Скоростью фильтрования называют объём фильтрата, получаемый в единицу времени с единицы поверхности фильтра. Она зависит от движущей силы (разности давлений, созданной в системе), гидравлического сопротивления пористого материала и вязкости жидкости, входящей в состав суспензии.
При разделении суспензий фильтрованием скорость фильтрования может быть выражена уравнением Рута-Кармана:
Где Vф – объем фильтрата, м3; ; A – площадь поверхности фильтрования, м2 ; t – время фильтрования, с; р – разность давлений, Па; – вязкость фильтрата, Па·с; Roc – сопротивление слоя осадка, м–1 ; Rф. п. – сопротивление фильтровальной перегородки, м–1 ; roc – удельное сопротивление слоя осадка, м–2 ; hoc – высота слоя осадка, м.