1. 恒压过滤常数测定实验中数学模型方法的作用体现在哪些方面
恒压过滤常数测定实验
一、实验目的
1.
熟悉板框压滤机的构造和操作方法。
2.
通过恒压过滤实验，验证过滤基本理论。
3.
学会测定过滤常数
K
、
q
e
、
τ
e
及压缩性指数
s
的方法。
4.
了解过滤压力对过滤速率的影响。
二、基本原理
过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程，即在外力的作用下，悬
浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，从而实现
固、液分离。因此，过滤操作本质上是流体通过固体颗粒层的流动，而这个固体颗粒层（滤渣层）的厚度随
着过滤的进行而不断增加，故在恒压过滤操作中，过滤速度不断降低。
过滤速度
u
定义为单位时间单位过滤面积内通过过滤介质的滤液量。
影响过滤速度的主要因素除过滤推动
力（压强差）△
p
，滤饼厚度
L
外，还有滤饼和悬浮液的性质，悬浮液温度，过滤介质的阻力等。
过滤时滤液流过滤渣和过滤介质的流动过程基本上处在层流流动范围内，因此，可利用流体通过固定床
压降的简化模型，寻求滤液量与时间的关系，可得过滤速度计算式：
（
1
）
式中：
u
—
过滤速度，
m/s
；
V
—
通过过滤介质的滤液量，
m
3
；
A
—
过滤面积，
m
2
；
τ —
过滤时间，
s
；
q
—
通过单位面积过滤介质的滤液量，
m
3
/m
2
；
△
p
—
过滤压力（表压）
pa
；
s
—
滤渣压缩性系数；
μ
—
滤液的粘度，
Pa.s
；
r
—
滤渣比阻，
1/m
2
；
C
—
单位滤液体积的滤渣体积，
m
3
/m
3
；
Ve
—
过滤介质的当量滤液体积，
m
3
；
r
′ —
滤渣比阻，
m/kg
；
C
—
单位滤液体积的滤渣质量，
kg/m
3
。
对于一定的悬浮液，在恒温和恒压下过滤时，
μ
、
r
、
C
和△
p
都恒定，为此令
2. 过滤专题：2.恒压载量测试实验Vmax
实验方法仅适用于膜过滤器和表明过滤器，不适用于以吸附机理为主的深层过滤器的放大
1）滤饼过滤：一种压力随时间呈线性上升的堵塞模型。通常发生在料液中存在刚性颗粒时，在滤膜上方形成一个滤饼层，这种堵塞模型不会引起滤膜的完全堵塞，只要提高过滤压力就会不断有滤液滤出。
2）逐渐堵塞模型：会引起滤膜的完全堵塞，在后期增加压力不能使更多滤液滤出。对于绝大多数含生物大分子的料液，膜过滤器和表面过滤器均符合逐渐堵塞模型。
3）对于不符合逐渐堵塞模型的工艺，需要用 恒流实验（Pmax）进行确定
某未经充分预过滤含细小颗粒的原料液直接进行除菌过滤，批量为1000L，要求的工艺时间为2小时。使用PALL 孔径0.22um 滤膜面积13.8cm2的滤芯进行小规模实验，用时间t/V作图，作出如下曲线：
1）Vmax = 1 / 0.008 = 1250 ml
2）单位面积Vmax = 1.25L / 0.00138 m2 = 905.8 L/m2
3）Qi = 1 / 0.056 = 178.6 ml/min = 10.7 L/h
4）单位面积Qi = 10.7 L/h / 0.00138 m2 = 7765.2 LMH
5）若无时间要求，完成1000L过滤所需滤芯最小面积为：
Amin = Vb / Vmax = 1000L / 905.8L/m2 = 1.10 m2
6）若要2小时内完成，所需最小面积为：
Amin = Vb / Vmax + Vb(QiTb) = 1000 / 905,8 + 1000 / (7765.2 * 2) = 1.17 m2
3. 在恒压过滤中,过滤速度如何变化
在恒定压差下进行的过滤称为恒压过滤。此时,由于随着过滤的进行,滤饼厚度逐渐增加,阻力随之上升,过滤速率则不断下降。
4. 化工原理恒压过滤实验过滤常数q怎么算
大部分情况下系统误差具有单向性,是可以降低的.在这个实验中,系统误差主要包括,仪器误差,操作误差和主观误差.分光光度计的灵敏度,直接影响读数结果,属于仪器误差；量取试剂时的精确度不足,致使配制的溶液与理论要求又偏差