Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego

w Kaliszu

Instytut Politechniczny

Inżynieria Środowiska

Laboratorium z Mechaniki Płynów

Filtracja pod stałym ciśnieniem

Przygotowali:

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałych filtracji C i K oraz współczynnika ściśliwości osadu s.

1. Wprowadzenie.

Filtracją nazywamy proces polegający na oddzieleniu ciała stałego, traktowanego jako zawiesinę od cieczy. Filtrację przeprowadza się w urządzeniach mających przegrodę przepuszczalną dla płynu, a nieprzepuszczalną dla cząstek ciała stałego. W wyniku filtracji osad gromadzi się na przegrodzie, a ciecz przepływająca przez ten osad i przegrodę filtracyjną nazywa się filtratem.

Dla filtracji prowadzonej pod stałym ciśnieniem definiuje się 2 stałe:

objętość filtratu jaki otrzymano by podczas filtracji gdyby wytworzony osad miał opór równy oporowi rzeczywistej przegrody filtracyjnej

stała szybkości filtracji

2. Aparatura.

Rys. 1. Schemat aparatury.

1 - waga, 2 - zbiornik przesączu, 3 - filtr ciśnieniowy, 4 - zawór odcinający sprężone powietrze, 5 - mieszadło magnetyczne, 6 - zbiornik z zawiesiną,

7 - sprężarka powietrza, 8 - zawór redukcyjny.

3. Tabele.

1. Tabele pomiarowe.

Δp1 = 0,12 MPa			Δ2 = 0,14 MPa
V [cm^3]	τ [s]	dτ/dV	V [cm^3]	τ [s]	dτ/dV
25	23	0,92	25	17	0,68
50	62	1,56	50	49	1,28
75	118	2,24	75	98	1,96
100	192	2,96	100	160	2,48
125	284	3,68	125	239	3,16
150	388	4,16	150	328	3,56
175	508	4,8	175	428	4,0
200	639	5,24	200	549	4,84
225	778	5,56	225	669	4,8
250	913	5,4	250	790	4,84
270	1121	10,4	275	986	7,84

Δ3 = 0,16 MPa
V [cm^3]	τ [s]	dτ/dV
25	14	0,56
50	43	1,16
75	82	1,56
100	137	2,2
125	204	2,68
150	283	3,16
175	373	3,6
200	472	3,96
225	582	4,4
250	690	4,32
275	810	4,8
280	877	13,4

2. Wartości stałych C i K dla poszczególnych ciśnień obliczone z wykresów Δt/ΔV=f(V):

ΔP [MPa]	K [cm^6/s]	C [cm^3]
0,12	6,97	30
0,14	7,46	18,75
0,16	8,02	21,3

3. Wartości logarytmów stałych C i K oraz ΔP

Log ΔP	Log K	Log C
-0,92	0,84	1,48
-0,85	0,87	1,27
-0,80	0,90	1,33

4. Wartości ściśliwości osadu obliczone z wykresu:

1. dla wykresu log C = f(logΔp):

2. dla wykresu log K = f(logΔp):

4. Wnioski.

Tematem naszego ćwiczenia była filtracja pod stałym ciśnieniem. Pomiary były prowadzone dla trzech różnych ΔP tzn.:0,12MPa, 0,14MPa, 0,16MPa.

Z wyników wynika, iż większe Δp to filtracja przebiega szybciej. Po dokonaniu pomiarów i odpowiednich obliczeń zrobiliśmy odpowiednie wykresy na podstawie, których można obliczyć stałe K i C.

Po obliczeniu stałych K i C dla każdego z wykresów oraz ich logarytmów zrobiliśmy następne dwa wykresy w celu obliczenia ściśliwości osadu.

Teoretyczna wartość ściśliwości osadu to od 0 do 1. Z naszych obliczeń wynika, iż ściśliwość zawiera się w tym przedziale.

Ściśliwość, która została przez nas obliczona to s=0,51 oraz s=0,53. Wartości te są zbliżone, co może świadczyć o prawidłowo wykonanych pomiarach i obliczeniach.

2

---