Lab.rab_.__Issled._proc._filtrovaniya

шись, что заданный вакуум поддерживается стабильно, открывают кран 5 и одновременно включают секундомер.

Первый замер времени делают при появлении первых капель фильтрата в приемнике. Через некоторое время, когда в приемнике наберется некоторое количество фильтрата, производят одновременно замер времени и объема собранного фильтрата V1 (рис. 2). Такие замеры времени и соответствующих им объемов фильтрата V2,V3,V4... производят несколько раз до окончания фильтрования. Все замеры времени и объемов фильтрата производят, не выключая секундомера. Окончание фильтрования определяют по замедленному выходу фильтрата. После окончания фильтрования, не выключая вакуум-насоса, закрывают кран 5 и выключают секундомер, записав время и общий объем фильтрата. Полученные замеры времени и объемов фильтрата вносят в отчетную таблицу, при этом значения объемов вносят в графу предварительных замеров.

Извлекают из емкости элемент вакуум-фильтра 1 и поднимают его вверх так, чтобы в резиновой трубке нигде не создавалось застоев жидкости. Фильтрующая поверхность элемента должна быть обращена вверх. После этого открывают кран 5 и начинается второй этап – продувка фильтра и сушка осадка. При этом сливается в приемник жидкость (фильтрат), находящаяся в фильтре и трубке. Когда поверхность осадка потеряет влажный блеск и перестанет изменять свой вид, продувку прекращают, выключают вакуум-насос и замеряют объем фильтрата в приемнике 7. Добавившееся при продувке количество фильтрата приписывают к первому времени (до появления первых капель) в графе окончательных замеров объемов фильтрата и прибавляют ко всем предварительным замерам, за исключением последнего. Тогда предпоследняя и последняя записи объема будут одинаковые, так как при продувке нового фильтрата не появилось.

Замеряют диаметр фильтрующей поверхности и толщину осадка. Толщину слоя осадка замеряют торцом металлической линейки, деление которой начинается от края. Замеряют температуру суспензии.

5. Обработка экспериментальных данных и оформление отчета

На основании данных об окончательных замерах объемов полученного фильтрата вычисляют объемы фильтрата, полученные с 1 [м2] фильтрующей поверхности

D – диаметр фильтрующей поверхности, [м].

По полученным замерам времени τi и объемов фильтрата qi опреде-

середины соответствующих интервалов qi . Через полученные таким об-

разом точки проводят прямую так, чтобы опытные точки равномерно располагались по обе стороны этой прямой. Уравнение полученной прямой запишется как:

Эта прямая наклонена к оси абсцисс под углом α , тангенс которого равен А, и отсекает на оси ординат отрезок равный В. На основе урав-

нения (15), находим: А = tgα = 2 , B = 2 C , откуда

KK

Численное значение тангенса угла наклона определяется на основании геометрических соотношений как:

12

где a – величина отрезка параллельного оси ординат [с м2 /м3]; b – величина отрезка параллельного оси абсцисс [м3/м2].

Значения величин С и К определяют xо, rо ,Rфп как

где qn – объем фильтрата, полученный за время опыта с одного квадратного метра фильтровальной перегородки, [м3/м2];

Часовую производительность квадратного метра фильтровальной поверхности по фильтрату и влажному осадку можно определить как:

где Vос = S hос – объем полученного осадка [м3]; τ п – продолжительность опыта, [сек].

Обработку опытных данных и составление отчета рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. На основании данных предварительных замеров заполнить в отчетной таблице графу окончательных замеров.

4.Определить величину tgα по формуле (18).

13

5.Рассчитать значения констант С и К по формулам (16,17) и значения величин rо , xо, Rфп по формулам (14, 15, 16).

6.Определить скорость фильтрования в начале и в конце процесса по формулам (21, 22).

7.Определить часовую производительность квадратного метра фильтровальной перегородки по фильтрату и влажному осадку по формулам (23, 24).

Опытные и рассчитанные величины внести в отчетную таблицу.

•Вязкость фильтрата воды взять из справочных таблиц.

•Отчет о выполненной работе должен содержать график за-

14

6 Контрольные вопросы

1.Каково назначение процесса фильтрования?

2.Как осуществляется процесс фильтрования и что является движущей силой этого процесса?

3.Как создается разность давления в фильтрах?

4.Какие материалы используются в качестве фильтровальных перегородок?

5.Какие существуют способы фильтрования?

6.Как классифицируются осадки по степени их сжимаемости?

7.Что понимают под скоростью фильтрования и удельным объемом фильтрата?

8.Какие параметры влияют на скорость фильтрования, как она зависит от этих параметров? Какова размерность этих параметров?

9.Каков физический смысл удельного сопротивления осадка?

10.Какие факторы и как влияют на величину удельного сопротивления осадка?

11.Как записывается уравнение для расчета фильтрования суспензий при постоянной скорости фильтрования?

12.Как можно получить это уравнение?

13.Как записывается уравнение для расчета фильтрования суспензий при постоянном перепаде давления с образованием несжимаемого осадке на несжимаемой перегородке и какие расчеты можно выполнять с помощью этого уравнения?

14.Как записываются выражения для констант фильтрования?

15.Как определяются константы фильтрования, удельное сопротивление осадка и сопротивление фильтровальной перегородки и какова методика их определения?

16.Каковы соотношения между константами фильтрования для двух процессов фильтрования, отличающихся, при прочих равных условиях, только величиной разности перепадов давления?

17.Изобразить схему устройства экспериментальной установки и пояснить принцип её работы. Как устроен элемент вакуум-фильтра?

18.Изложить порядок проведения опыта по разделению суспензии.

Список рекомендуемой литературы

1.Тябин, Н. В. и др. учебное пособие по лабораторному курсу «Процессы и аппараты химических производств».- Волгоград.: Фабрика офсетной печати управления издательств, полиграфии и книжной торговли, 1973.

2.Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. 9-е изд. М.: Химия, 2005. – 750 с.

3.Жужиков, В. А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. – М.: Химия, 1980.

15

У чебн ое из д ани е С ост авит ели:

Вячеслав Александрович Балашов Александр Борисович Голованчиков Леонид Вадимович Кетат

Денис Сергеевич Мурзенков

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРОВАНИЯ НА ЭЛЕМЕНТЕ ВАКУУМ-ФИЛЬТРА

Методические указания к лабораторной работе

Темплан 2012 г. (учебно-методическая литература). Поз. № 135. Подписано в печать 10.07.2012 г. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,93.

Тираж 10 экз. Заказ .

Волгоградский государственный технический университет. 400005, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, корп. 1.

Отпечатано в типографии ИУНЛ ВолгГТУ 400005, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, корп. 7.

16