昆明理工大学：化学工程教学讲义（实验指导）化工原理实验指导书（共十一个）

化工原理实验指导书化工原理教研室2014年编制

化工原理实验指导书 化工原理教研室 2014 年编制

化工原理实验指导书目录实验一流动过程综合实验3实验二过滤实验10.14实验三传热实验（水-水蒸汽、空气-水蒸汽给热系数测定和传热综合实验）14传热实验一水-水蒸汽给热系数测定.19传热实验二空气-水蒸汽给热系数测定传热实验三传热综合（空气和水蒸汽）实验22实验四吸收与解吸综合实验.28实验五精馅实验33.38实验六萃取实验（填料萃取塔、振动筛板萃取塔）.38萃取实验一填料萃取塔萃取实验二振动筛板萃取塔43实验七干燥实验（洞道干燥、流化床干燥）47干燥实验一洞道干燥47干燥实验二流化床干燥512

化工原理实验指导书 2 目 录 实验一 流动过程综合实验 . 3 实验二 过滤实验. 10 实验三 传热实验（水-水蒸汽、空气-水蒸汽给热系数测定和传热综合实验）. 14 传热实验一 水-水蒸汽给热系数测定 . 14 传热实验二 空气-水蒸汽给热系数测定. 19 传热实验三 传热综合（空气和水蒸汽）实验. 22 实验四 吸收与解吸综合实验. 28 实验五 精馏实验. 33 实验六 萃取实验 （填料萃取塔、振动筛板萃取塔）. 38 萃取实验一 填料萃取塔. 38 萃取实验二 振动筛板萃取塔. 43 实验七 干燥实验（洞道干燥、流化床干燥）. 47 干燥实验一 洞道干燥. 47 干燥实验二 流化床干燥. 51

化工原理实验指导书实验一　流动过程综合实验1实验自的（1）掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。（2）识别组成管路的各种管件、阀门的结构、使用方法和性能，（3）学习压差计、流量计的使用方法。（4）学习光滑直管和粗糙直管的摩擦系数与雷诺准数Re的测量方法，并验证流体处于不同流动类型时的与Re二者间的关系。（5）测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数。（6）分别测定文丘里流量计流量标定曲线（流量-压差关系）及流量系数和雷诺数之间的关系曲线（C-Re关系）。（7）了解离心泵的结构、操作方法，掌握离心泵特性曲线测定方法，掌握离心泵管路特性曲线的测定方法，加深对离心泵性能的理解。2基本原理2.1直管摩擦系数a与雷诺数Re的测定对于不可压缩流体在水平等直径直管内作定态流动，根据伯努利方程有：h==x(1.1)pa2（1.1）式中：h一压头损失，J/kg；L一两测压点间直管长度，m；d一直管内径，m；入一摩擦阻力系数；u一流体流速，m/s；△Pf一直管阻力引起的压降，N/m2p—流体密度，kg/m3。将（1.1）式经适当变形，可以得到摩擦系数的表达式，即：a=2dxP(1.2)Lpu雷诺准数定义式如下：Re=dup(1.3)L（1.2）式中：μ—流体粘度，Pa.s。在管壁粗糙度、管长和管径一定的条件下，本实验将选择水作为流体，通过改变水的流量，并测得不同流量下的△Pr值，连同L、d、u和p（对一定流体来说，p和μ都是温度的函数，可以根据流体的种类及温度从手册中查出）一同带入式3

化工原理实验指导书 3 实验一 流动过程综合实验 1 实验目的 （1）掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。 （2）识别组成管路的各种管件、阀门的结构、使用方法和性能。 （3）学习压差计、流量计的使用方法。 （4）学习光滑直管和粗糙直管的摩擦系数与雷诺准数 Re 的测量方法，并 验证流体处于不同流动类型时的与 Re 二者间的关系。 （5）测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数ξ。 （6）分别测定文丘里流量计流量标定曲线（流量-压差关系）及流量系数和 雷诺数之间的关系曲线（C-Re 关系）。 （7）了解离心泵的结构、操作方法，掌握离心泵特性曲线测定方法，掌握 离心泵管路特性曲线的测定方法，加深对离心泵性能的理解。 2 基本原理 2.1 直管摩擦系数与雷诺数 Re 的测定 对于不可压缩流体在水平等直径直管内作定态流动，根据伯努利方程有： 2 f f 2 P L u h d    = =  （1.1） （1.1）式中：hf—压头损失，J/kg；L—两测压点间直管长度，m；d—直管内 径，m；λ—摩擦阻力系数；u—流体流速，m/s；ΔPf—直管阻力引起的压降，N/m2； ρ—流体密度，kg/m3。 将（1.1）式经适当变形，可以得到摩擦系数的表达式，即： f 2 2d P L u    =  （1.2） 雷诺准数定义式如下： du Re   = （1.3） （1.2）式中：µ—流体粘度，Pa.s。 在管壁粗糙度、管长和管径一定的条件下，本实验将选择水作为流体，通过 改变水的流量，并测得不同流量下的ΔPf值，连同L、d、u和ρ（对一定流体来说， ρ和μ都是温度的函数，可以根据流体的种类及温度从手册中查出）一同带入式

化工原理实验指导书（1.2）和（1.3），将能够分别求出不同流量下的直管摩擦系数入和雷诺准数Re，从而整理出入与Re的关系并绘制二者关系曲线。2.2测定局部阻力系数（1）局部阻力系数的测定。局部阻力损失的计算方法有两种，即局部阻力系数法和当量长度法。其中，局部阻力系数法假定局部阻力损失与流体动能成正比，即：h==(1.4)2P（1.4）式中：ht一局部阻力引起的能量损失，J/kg；△P/一局部阻力引起的压强降，Pa；p一流体密度，kg/m3；一局部阻力系数，无因次；u一流体流速，m/s.将（1.4）适当整理后，有：(1.5)局部阻力引起的压强降△Pt可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口a-a'和b-b'，见图 1-1。APAPr,abXAPt.'APr,beAP.b'ir771bCrb'caa图1.1局部阻力测量取压口布置图对于开口位置，有：(1.6)ab=bc;a'b'=b'c'那么，对于ab，bc，ab'和b'c之间的压降关系有：(1.7)APab=Pge:APrab=APgbe对于区间a~a'，有：(1.8)P-P,=2NP,ab +2AP,aw +P对于区间b~b，有：(1.9)P-P=AP,e+APebe +AP,=APea+AP.as +AP4

化工原理实验指导书 4 （1.2）和（1.3），将能够分别求出不同流量下的直管摩擦系数λ和雷诺准数Re， 从而整理出λ与Re的关系并绘制二者关系曲线。 2.2 测定局部阻力系数 （1）局部阻力系数ξ的测定。 局部阻力损失的计算方法有两种，即局部阻力系数法和当量长度法。其中， 局部阻力系数法假定局部阻力损失与流体动能成正比，即： ' 2 f f 2 P u h     = = （1.4） （1.4）式中：hf'—局部阻力引起的能量损失，J/kg；ΔPf'—局部阻力引起的 压强降，Pa；ρ—流体密度，kg/m3；ξ—局部阻力系数，无因次； u—流体流速， m/s。 将（1.4）适当整理后，有： ' f 2 2 P u      =      （1.5） 局部阻力引起的压强降 ΔPf'可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直 管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口 a-a'和 b-b'，见 图 1-1。 图 1.1 局部阻力测量取压口布置图 对于开口位置，有： ab=bc ； a'b'=b'c' （1.6） 那么，对于 ab，bc，a'b'和 b'c'之间的压降关系有：   P P f, ab f, bc = ；   P P f, a'b' f, b'c' = （1.7） 对于区间 a~a'，有： ' ' ' ' a a f, ab f f, a b P P P P P - =2 +2   +  （1.8） 对于区间 b~b'，有： ' ' ' ' ' ' ' b b f, bc f f, ab f f, b c f, a b P P P P P P P P - = + +   +  =   +  （1.9）

化工原理实验指导书联立式（1.8）和（1.9），则有：(1.10)AP =2(P-P)-(P-P,)为了实验方便，（Pb-Pb'）称之为近点压差，（Pa-Pa）称之为远点压差，其具体数值用差压传感器测定。2.3流量计性能测定流体通过节流式流量计时在上、下游两取压口之间产生压强差，它与流量的关系为：[2(P-P)(1.11)V, = CA.p（1.11）式中：V一被测流体（水）的体积流量，m3/s；C一流量系数，无因次；A0o一流量计节流孔截面积，m?；（P上-P下）一流量计上、下游两取压口之间的压强差，Pa；p一被测流体(水)的密度，kg/m。用涡轮流量计作为标准流量计来测定流量Vs，每一个流量在压差计上都有一对应的读数，将压差计读数△P和流量V，绘制成一条曲线，即流量标定曲线，同时利用上式整理数据可进一步得到C一Re关系曲线。2.4离心泵性能的测定2.4.1H的测定针对泵的吸入口和排出口之间列伯努利方程：Z++袋+H=Za+++Haca(1.12)pg2gpg2g（1.12）式中：Z—位压头，m；u一流体速度，m/s；p一流体密度，kg/m2；P一压强H一总压头（扬程），m；Hf入-由一泵的吸入口和排出口之间管路内的流体流动阻力。根据（1.12）可以获得离心泵总压头H：H=(zu-Z)+血=+=+Ha-a(1.13)2gpg与伯努利方程中其它项比较，Hf入-出值很小，故可以忽略，于是（1.13）简化为：H=(Z届-Z)+鱼-P，遍-(1.14)2gpg5

化工原理实验指导书 5 联立式（1.8）和（1.9），则有： ' ' ' f b b a a  = − P P P P P 2( - ) ( - ) （1.10） 为了实验方便，（Pb-Pb'）称之为近点压差，（Pa-Pa'）称之为远点压差，其具 体数值用差压传感器测定。 2.3 流量计性能测定 流体通过节流式流量计时在上、下游两取压口之间产生压强差，它与流量的 关系为： s 0 2( ) P P V CA  − = 上 下 （1.11） （1.11）式中：Vs—被测流体（水）的体积流量，m3 /s；C—流量系数，无因 次；A0—流量计节流孔截面积，m2；（P 上-P 下）—流量计上、下游两取压口之间 的压强差，Pa；ρ—被测流体(水)的密度，kg/m3。 用涡轮流量计作为标准流量计来测定流量 Vs，每一个流量在压差计上都有 一对应的读数，将压差计读数△P 和流量 Vs 绘制成一条曲线，即流量标定曲线， 同时利用上式整理数据可进一步得到 C—Re 关系曲线。 2.4 离心泵性能的测定 2.4.1 H 的测定 针对泵的吸入口和排出口之间列伯努利方程： 2 2 f 2 2 P u P u Z H Z H   g g g g − + + + = + + + 入 入 出 出 入 出 入 出 （1.12） （1.12）式中：Z—位压头，m；u—流体速度，m/s；ρ—流体密度，kg/m3； P—压强；H—总压头（扬程），m；Hf 入-出—泵的吸入口和排出口之间管路内的流 体流动阻力。 根据（1.12）可以获得离心泵总压头 H： ( ) 2 2 f 2 P P u u H Z Z H g g − − − = − + + + 出 入 出 入 出 入 入 出 （1.13） 与伯努利方程中其它项比较，Hf 入-出值很小，故可以忽略，于是（1.13）简化 为： ( ) 2 2 2 P P u u H Z Z g g − − = − + + 出 入 出 入 出 入 （1.14）

化工原理实验指导书将实验测定的（Z-Z^）和（P-P）的值以及计算所得的u入、u代入式（1.14）中即可以得到H值。2.4.2P的测定离心泵由电动机直接带动，若将传动效率视为100%，那么电动机的输出功率等于泵的轴功率，即：泵的轴功率P=电动机的输出功率=电动机的输入功率×电动机的效率（1.15）利用功率表测得的功率即为电动机的输入功率，因而有：泵的轴功率P=功率表读数×电动机效率(1.16)2.4.3π的测定离心泵总效率指的是有效功率与轴功率的比值，其定义式为：-P.(1.17)n=p（1.17）中：n一泵的效率；P一泵的轴功率，kW；Pe一泵的有效功率kW。有效功率Pe定义式如下：P=HOpg(1.18)1000（1.18）中：H一泵的扬程，m；p一液体密度，kg/m3；Q一体积流量，单位时间内泵输送的液体体积，m/s。将（1.16）和（1.18）计算得到的P和Pe代入（1.17)，即可以获得离心泵总效率。2.5离心泵管路特性的测定管路特性曲线是指流体流经管路系统的流量与所需压头之间的关系，若将泵的特性曲线与管路特性曲线绘制在同一坐标图上，两曲线交点即为泵在该管路的工作点。因此：如同通过改变阀门开度来改变管路特性曲线，求出泵的特性曲线一样，可通过改变泵转速来改变泵的特性曲线，从而获得管路特性曲线。3实验装置流体流动过程综合实验装置如图1.2所示。6

化工原理实验指导书 6 将实验测定的（Z 出- Z 入）和（P 出-P 入）的值以及计算所得的 u 入、u 出代入式 （1.14）中即可以得到 H 值。 2.4.2 P 的测定 离心泵由电动机直接带动，若将传动效率视为 100%，那么电动机的输出功 率等于泵的轴功率，即： 泵的轴功率 P =电动机的输出功率=电动机的输入功率×电动机的效率（1.15） 利用功率表测得的功率即为电动机的输入功率，因而有： 泵的轴功率 P=功率表读数×电动机效率 （1.16） 2.4.3η的测定 离心泵总效率指的是有效功率与轴功率的比值，其定义式为： Pe P  = （1.17） （1.17）中：η—泵的效率；P—泵的轴功率，kw；Pe—泵的有效功率 kw。 有效功率 Pe 定义式如下： v e 1000 HQ g P  = （1.18） （1.18）中：H—泵的扬程，m；ρ—液体密度，kg/m3；Qv—体积流量，单位 时间内泵输送的液体体积，m3 /s。 将（1.16）和（1.18）计算得到的 P 和 Pe 代入（1.17），即可以获得离心泵 总效率。 2.5 离心泵管路特性的测定 管路特性曲线是指流体流经管路系统的流量与所需压头之间的关系，若将泵 的特性曲线与管路特性曲线绘制在同一坐标图上，两曲线交点即为泵在该管路的 工作点。因此，如同通过改变阀门开度来改变管路特性曲线，求出泵的特性曲线 一样，可通过改变泵转速来改变泵的特性曲线，从而获得管路特性曲线。 3 实验装置 流体流动过程综合实验装置如图 1.2 所示

化工原理实验指导书26→吴1921→27-17+H2106-014-7-15-1611/5/24184132834h32/A1225图1.2流动过程综合实验流程1-水箱；2-水泵；3-入口真空表：4-出口压力表；5、16-缓冲罐：6、14-测局部阻力近端阀：7、15-测局部阻力远端阀：8、17-粗糙管测压阀：9、21-光滑管测压阀；10-局部阻力阀：11-文丘里流量计（孔板流量计）：12-压力传感器：13-涡流流量计：18、32-阀门：20-粗糙管阀；22-小转子流量计：23-大转子流量计：24阀门：25-水箱放水阀：26-倒U型管放空阀：27-倒U型管：28、30-倒U型管排水阀：29、31-倒U型管平衡阀4实验步骤与注意事项4.1实验步骤4.1.1流体阻力测量（1）首先向蓄水槽内注入水直至水满为止（最好使用蒸馏水，以保持流体清洁）。（2）光滑管阻力测定（步骤a、b和c）。a.关闭粗糙管路阀门，将光滑管路阀门全开，在流量为零条件下，打开通向倒置U型管的进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置U型管内液柱高度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行驱赶气泡操作。b.该装置两个转子流量计并联连接，根据流量大小选择不同量程的流量计测量流量。7

化工原理实验指导书 7 图 1.2 流动过程综合实验流程 1-水箱；2-水泵；3-入口真空表；4-出口压力表；5、16-缓冲罐； 6、14-测局部阻力近端阀； 7、15-测局部阻力远端阀；8、17-粗糙管测压阀；9、21-光滑管测压阀；10-局部阻力阀；11- 文丘里流量计（孔板流量计）；12-压力传感器；13-涡流流量计；18、32-阀门；20-粗糙管阀； 22-小转子流量计；23-大转子流量计；24 阀门；25-水箱放水阀；26-倒 U 型管放空阀；27- 倒 U 型管；28、30-倒 U 型管排水阀；29、31-倒 U 型管平衡阀 4 实验步骤与注意事项 4.1 实验步骤 4.1.1 流体阻力测量 （1）首先向蓄水槽内注入水直至水满为止（最好使用蒸馏水，以保持流体 清洁）。 （2）光滑管阻力测定（步骤 a、b 和 c）。 a. 关闭粗糙管路阀门，将光滑管路阀门全开，在流量为零条件下，打开通向 倒置 U 型管的进水阀，检查导压管内是否有气泡存在。若倒置 U 型管内液柱高 度差不为零，则表明导压管内存在气泡，需要进行驱赶气泡操作。 b. 该装置两个转子流量计并联连接，根据流量大小选择不同量程的流量计 测量流量

化工原理实验指导书c.差压变送器与倒置U型管亦是并联连接，用于测量压差，小流量时用置U型管压差计测量，大流量时用差压变送器测量。应在最大流量和最小流量之间进行实验，一般测取15～20组数据。（3）粗糙管阻力测定。关闭光滑管阀，将粗糙管阀全开，从小流量到最大流量，测取15～20组数据。（4）测取水箱水温。待数据测量完毕，关闭流量调节阀，停泵。（5）粗糙管、局部阻力测量方法同前。4.1.2流量计、离心泵性能测定（1）向蓄水槽内注入蒸水。检查流量调节阀32，压力表4的开关及真空表3的开关是否关闭（应关闭）。（2）启动离心泵，缓慢打开调节阀32至全开。待系统内流体稳定，即系统内已没有气体，打开压力表和真空表的开关，方可测取数据。（3）用阀32调节流量，从流量为零至最大或流量从最大到零，测取10～15组数据，同时记录涡轮流量计频率、文丘里流量计的压差、泵入口真空度、泵出口压强、功率表读数，并记录水温。（4）实验结束后，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。4.1.3管路特性的测量（1）测量管路特性曲线测定时，先置流量调节阀32为某一开度，调节离心泵电机频率（调节范围50～20Hz），测取8～10组数据，同时记录电机频率、泵入口真空度、泵出口压强、流量计读数，并记录水温。（2）实验结束后，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。4.2注意事项（1）实验前，请细阅读说明书中关于直流数字表操作方法部分。（2）启动离心泵之前以及从光滑管阻力测量过渡到其它测量之前，都必须检查所有流量调节阀是否关闭。（3）利用压力传感器测量大流量下△P时，应切断空气一水倒置U型玻璃管的阀门，否则将影响测量数值的准确。8

化工原理实验指导书 8 c. 差压变送器与倒置 U 型管亦是并联连接，用于测量压差，小流量时用置 U 型管压差计测量，大流量时用差压变送器测量。应在最大流量和最小流量之间 进行实验，一般测取 15～20 组数据。 （3）粗糙管阻力测定。 关闭光滑管阀，将粗糙管阀全开，从小流量到最大流量，测取 15～20 组数 据。 （4）测取水箱水温。待数据测量完毕，关闭流量调节阀，停泵。 （5）粗糙管、局部阻力测量方法同前。 4.1.2 流量计、离心泵性能测定 （1）向蓄水槽内注入蒸馏水。检查流量调节阀 32，压力表 4 的开关及真空 表 3 的开关是否关闭（应关闭）。 （2）启动离心泵，缓慢打开调节阀 32 至全开。待系统内流体稳定，即系统 内已没有气体，打开压力表和真空表的开关，方可测取数据。 （3）用阀 32 调节流量，从流量为零至最大或流量从最大到零，测取 10～ 15 组数据，同时记录涡轮流量计频率、文丘里流量计的压差、泵入口真空度、泵 出口压强、功率表读数，并记录水温。 （4）实验结束后，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。 4.1.3 管路特性的测量 （1）测量管路特性曲线测定时，先置流量调节阀 32 为某一开度，调节离心 泵电机频率（调节范围 50～20 Hz），测取 8～10 组数据，同时记录电机频率、 泵入口真空度、泵出口压强、流量计读数，并记录水温。 （2）实验结束后，关闭流量调节阀，停泵，切断电源。 4.2 注意事项 （1）实验前，请仔细阅读说明书中关于直流数字表操作方法部分。 （2）启动离心泵之前以及从光滑管阻力测量过渡到其它测量之前，都必须 检查所有流量调节阀是否关闭。 （3）利用压力传感器测量大流量下△P 时，应切断空气—水倒置 U 型玻璃 管的阀门，否则将影响测量数值的准确

化工原理实验指导书（4）在实验过程中每调节一个流量之后应待流量和直管压降的数据稳定以后方可记录数据。（5）若较长时间未做实验，启动离心泵时应先盘轴转动，否则易烧坏电机。（6）该装置电路采用五线三相制配电，实验设备应良好接地。（7）使用变频调速器时一定注意FWD指示灯亮，切忌按FWDREV键，REV指示灯亮时电机反转。（8）启动离心泵前，必须关闭流量调节阀，关闭压力表和真空表的开关，以免损坏测量仪表。（9）实验水质要清洁，以免影响涡轮流量计运行。5思考题（1）在U型压差计上装设“平衡阀”有何作用？它们在何时开着，何时关闭？（2）离心泵启动前哪些阀应开着，哪些阀门应该关闭？（3）在进行系统排气时，是否应关闭系统的出口阀门？为什么？（4）如何检验测试系统内的空气已经排除干净？（5）U型压差计的零点应如何校正？（6）在一定相对粗糙度（sld）下，lga-lgRe的关系曲线是怎样的？当Re是够大时，曲线情况如何？由此可得何种结论？

化工原理实验指导书 9 （4）在实验过程中每调节一个流量之后应待流量和直管压降的数据稳定以 后方可记录数据。 （5）若较长时间未做实验，启动离心泵时应先盘轴转动，否则易烧坏电机。 （6）该装置电路采用五线三相制配电，实验设备应良好接地。 （7）使用变频调速器时一定注意 FWD 指示灯亮，切忌按 FWD REV 键， REV 指示灯亮时电机反转。 （8）启动离心泵前，必须关闭流量调节阀，关闭压力表和真空表的开关， 以免损坏测量仪表。 （9）实验水质要清洁，以免影响涡轮流量计运行。 5 思考题 （1）在 U 型压差计上装设“平衡阀”有何作用？它们在何时开着，何时关 闭？ （2）离心泵启动前哪些阀应开着，哪些阀门应该关闭？ （3）在进行系统排气时，是否应关闭系统的出口阀门？为什么？ （4）如何检验测试系统内的空气已经排除干净？ （5）U 型压差计的零点应如何校正？ （6）在一定相对粗糙度（ε/d）下，lgλ-lgRe 的关系曲线是怎样的？当 Re 是 够大时，曲线情况如何?由此可得何种结论？

化工原理实验指导书实验二过滤实验1实验目的（1）了解过滤设备的构造和操作方法。（2）掌握过滤问题的简化工程处理方法。（3）测定在恒压操作时的过滤常数K，qe，Te，并以实验所得结果验证过滤方程式，强化对过滤理论的理解。（4）改变压强差重复上述操作，测定压缩指数s和物料特性常数k（选做）。2基本原理对于不可压缩性滤饼，在恒压过滤情况下，滤液量与过滤时间的关系可用下式表示：(2.1)(q+q) =K(0+0)（2.1）式中：9一单位过滤面积获得的滤液体积，m3/m2；9e一单位过滤面积的虚拟滤液体积，m3/m2；—实际过滤时间，S；0e虚拟过滤时间，S;K一过滤常数，m2/s。将（2.1）式微分，可以得到：do22(2.2)=元9+元%当各数据点的时间间隔不大时，do/dg可以用增量之比△o/Ag来代替，即：0_29+2(2.3)+式（2.3）为一直线方程。实验时，在恒压下过滤要测定的悬浮液，测出过滤时间θ及滤液累积量g的数据，在直角坐标纸上标绘△e/△g对9的关系，所得直线斜率为2/K，截距为2q/K，从而可以分别得到K和qe。式（2.1）中的6可由下式获得：(2.4)qi=Ko其中，过滤常数K的定义式为：(2.5)K=2kApl--将式（2.5）两边取对数，得到：10

化工原理实验指导书 10 实验二 过滤实验 1 实验目的 （1）了解过滤设备的构造和操作方法。 （2）掌握过滤问题的简化工程处理方法。 （3）测定在恒压操作时的过滤常数 K，qe，τe，并以实验所得结果验证过滤 方程式，强化对过滤理论的理解。 （4）改变压强差重复上述操作，测定压缩指数 s 和物料特性常数 k（选做）。 2 基本原理 对于不可压缩性滤饼，在恒压过滤情况下，滤液量与过滤时间的关系可用下 式表示： 2 e e ( ) ( + ) q q K + =   （2.1） （2.1）式中：q—单位过滤面积获得的滤液体积，m3 /m2；qe—单位过滤面积 的虚拟滤液体积，m3 /m2；θ—实际过滤时间，s；θe—虚拟过滤时间，s； K—过滤常数，m2 /s。 将（2.1）式微分，可以得到： e d 2 2 q q dq K K  = + （2.2） 当各数据点的时间间隔不大时，dθ/ dq 可以用增量之比△θ/△q 来代替，即： e 2 2 q q q K K  = +  （2.3） 式（2.3）为一直线方程。实验时，在恒压下过滤要测定的悬浮液，测出过滤 时间 θ 及滤液累积量 q 的数据，在直角坐标纸上标绘△θ/△q 对 q 的关系，所得 直线斜率为 2/K，截距为 2qe/K，从而可以分别得到 K 和 qe。 式（2.1）中的 θe 可由下式获得： 2 e e q K=  （2.4） 其中，过滤常数 K 的定义式为： 1 =2 s K k p −  （2.5） 将式（2.5）两边取对数，得到：