1. 恆壓過濾常數測定實驗中數學模型方法的作用體現在哪些方面
恆壓過濾常數測定實驗
一、實驗目的
1.
熟悉板框壓濾機的構造和操作方法。
2.
通過恆壓過濾實驗，驗證過濾基本理論。
3.
學會測定過濾常數
K
、
q
e
、
τ
e
及壓縮性指數
s
的方法。
4.
了解過濾壓力對過濾速率的影響。
二、基本原理
過濾是以某種多孔物質為介質來處理懸浮液以達到固、液分離的一種操作過程，即在外力的作用下，懸
浮液中的液體通過固體顆粒層（即濾渣層）及多孔介質的孔道而固體顆粒被截留下來形成濾渣層，從而實現
固、液分離。因此，過濾操作本質上是流體通過固體顆粒層的流動，而這個固體顆粒層（濾渣層）的厚度隨
著過濾的進行而不斷增加，故在恆壓過濾操作中，過濾速度不斷降低。
過濾速度
u
定義為單位時間單位過濾面積內通過過濾介質的濾液量。
影響過濾速度的主要因素除過濾推動
力（壓強差）△
p
，濾餅厚度
L
外，還有濾餅和懸浮液的性質，懸浮液溫度，過濾介質的阻力等。
過濾時濾液流過濾渣和過濾介質的流動過程基本上處在層流流動范圍內，因此，可利用流體通過固定床
壓降的簡化模型，尋求濾液量與時間的關系，可得過濾速度計算式：
（
1
）
式中：
u
—
過濾速度，
m/s
；
V
—
通過過濾介質的濾液量，
m
3
；
A
—
過濾面積，
m
2
；
τ —
過濾時間，
s
；
q
—
通過單位面積過濾介質的濾液量，
m
3
/m
2
；
△
p
—
過濾壓力（表壓）
pa
；
s
—
濾渣壓縮性系數；
μ
—
濾液的粘度，
Pa.s
；
r
—
濾渣比阻，
1/m
2
；
C
—
單位濾液體積的濾渣體積，
m
3
/m
3
；
Ve
—
過濾介質的當量濾液體積，
m
3
；
r
′ —
濾渣比阻，
m/kg
；
C
—
單位濾液體積的濾渣質量，
kg/m
3
。
對於一定的懸浮液，在恆溫和恆壓下過濾時，
μ
、
r
、
C
和△
p
都恆定，為此令
2. 過濾專題：2.恆壓載量測試實驗Vmax
實驗方法僅適用於膜過濾器和表明過濾器，不適用於以吸附機理為主的深層過濾器的放大
1）濾餅過濾：一種壓力隨時間呈線性上升的堵塞模型。通常發生在料液中存在剛性顆粒時，在濾膜上方形成一個濾餅層，這種堵塞模型不會引起濾膜的完全堵塞，只要提高過濾壓力就會不斷有濾液濾出。
2）逐漸堵塞模型：會引起濾膜的完全堵塞，在後期增加壓力不能使更多濾液濾出。對於絕大多數含生物大分子的料液，膜過濾器和表面過濾器均符合逐漸堵塞模型。
3）對於不符合逐漸堵塞模型的工藝，需要用 恆流實驗（Pmax）進行確定
某未經充分預過濾含細小顆粒的原料液直接進行除菌過濾，批量為1000L，要求的工藝時間為2小時。使用PALL 孔徑0.22um 濾膜面積13.8cm2的濾芯進行小規模實驗，用時間t/V作圖，作出如下曲線：
1）Vmax = 1 / 0.008 = 1250 ml
2）單位面積Vmax = 1.25L / 0.00138 m2 = 905.8 L/m2
3）Qi = 1 / 0.056 = 178.6 ml/min = 10.7 L/h
4）單位面積Qi = 10.7 L/h / 0.00138 m2 = 7765.2 LMH
5）若無時間要求，完成1000L過濾所需濾芯最小面積為：
Amin = Vb / Vmax = 1000L / 905.8L/m2 = 1.10 m2
6）若要2小時內完成，所需最小面積為：
Amin = Vb / Vmax + Vb(QiTb) = 1000 / 905,8 + 1000 / (7765.2 * 2) = 1.17 m2
3. 在恆壓過濾中,過濾速度如何變化
在恆定壓差下進行的過濾稱為恆壓過濾。此時,由於隨著過濾的進行,濾餅厚度逐漸增加,阻力隨之上升,過濾速率則不斷下降。
4. 化工原理恆壓過濾實驗過濾常數q怎麼算
大部分情況下系統誤差具有單向性,是可以降低的.在這個實驗中,系統誤差主要包括,儀器誤差,操作誤差和主觀誤差.分光光度計的靈敏度,直接影響讀數結果,屬於儀器誤差；量取試劑時的精確度不足,致使配製的溶液與理論要求又偏差