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基于VB的恒压滤饼过滤过程模拟的研究
作者:管理员    发布于:2016-01-27 13:52:12    文字:【】【】【

  基于VB的恒压滤饼过滤过程模拟的研究聂蠢,张建伟(沈阳化工学院机械工程学院,辽宁沈阳110142)滤过程进行研究,将滤饼形成过程假想分割成诸多增量,从而利用时间增量,借助VB程序设计语言,设计1套适用于恒压滤饼过滤的模拟程序,通过该程序,可以模拟计算出过滤过程中的一些相关参数和结果,为滤饼过滤过程的研究提供了一种可靠的新方法。

  基金项目:阳5市(科技计资助项目(20ke伽也Publish用C语言模拟滤饼过滤又称为表层过滤,是指借助过滤介质表面上所形成的滤饼层来截留悬浮颗粒,悬浮液的体积分数应该在1以上,因而滤饼过滤主要用于悬浮粒子含量较高的悬浮液过滤,并且粒子的直径大于1Mm,操作压力一般为真空至0. 2MPa或更高。过滤的目的在于回收有的固相,或为获得有的液相,或两者兼而收之。如果单纯依靠试验条件对过滤过程进行研究,既耗费时间,又耗费人力和物力。利用计算机在过滤过程模拟方面的研究是在近几年才出现的新手段,这种方法就克服了依靠传统试验研究方法的弊端。而把滤饼形成过程假想分割成诸多增量,从而模拟可压缩滤饼的形成过程,是近年来才形成的新方法。HoldichRG等111模拟了可压缩饼层过滤过程,用QuattroPro编写了一个适用于恒压操作条件下可压缩滤饼过滤的程序。他所采用的软件是QuattroPro,这种软件的缺点是界面复杂,计算能力差。IvesK121用计算机模拟了深层过滤过程中10层滤层的过滤情况,沿着过滤的水流方向,滤层中滤料的粒径从大到小递减,颗粒间孔隙也沿水流方向从大到小递减。依此推演,滤料层数越多,滤层结构越合理,越符合理想滤层的概念。史载锋等131通过对颗粒在水溶液中的受力分析,结合早期的阻塞过滤模型,同时引入孔径分布和粒径分布,建立了一种新的颗粒体系针对错流过滤过程的数学模拟方法。付海明等14采用VB编写程序,对纤维过滤介质对空气中的粉尘颗粒的过滤行为进行了计算机模拟程序的设计。徐新阳等15―6采过程,针对过滤终所形成滤饼的结构设计出了一套完整的模拟程序,能够得出较好的模拟结果。本文将在吸取前人研究成果的基础上,以滤饼过滤过程为研究对象,将滤饼过滤过程分成若干个时间段,并以过滤时间为增量,通过VisualBasic6.0程序设计语言,设计编写出一套适用于恒压滤饼过滤过程的模拟程序,并选取了二氧化钛作为试验用的物料,并运用该模拟程序计算出了一定条件下的过滤结果,通过与过滤试验所得结果进行比较,验证模拟程序的可靠性。通过比较,证明该程序能够反映出滤饼过滤过程随时间、压力、浓度等参数变化的规律,为滤饼过滤过程的研究提供了一种可靠的新方法。

  式(5)和式(6)奠定了利用时间增量进行过滤过程模拟的理论基础。

  1.2模拟程序思想在模拟可压缩滤饼过滤过程中,每一步都使时间增加一个增量,并计算该段时间内的滤饼特性,此外用式(5)和中,积分整理后便得到了求解平均比阻a的方程式:浓度Cs③假设所有的压力都作用在滤饼上,忽略滤布的阻力,应用式(5)和式(6)进行计算;似于整个滤饼的性质。

  (b)模拟在不同压力下过滤与实验模拟结果(w(Ti2)=2)1在试验过程中过滤(介质的阻力滤过程呈P中blishingbookmark5模拟程序的模拟结果与试验的结果非常接近,模拟结果能够反映出过滤过程的总体趋势,模拟结果能够根据浓度及压力的变化产生相应得变化,而且这种变化与理论分析上的浓度及压力对过滤结果所产生的影响相一致,这就说明模拟的结果是可信的,在一定程度上能够代替试验。

  通过对二氧化钛的过滤试验,以及模拟程序设计和运行的大量工作研究,得出以下结论:使用二氧化钛在真空过滤手段下进行试验和研究,通过试验与模拟分析了在不同的压力与浓度操作条件下对滤饼过滤过程所产生的影响,所得的结论符合过滤理论的研究。用计算机模拟滤饼过滤过程,不仅可以进行实验室简单的过滤试验,还可以模拟复杂的过滤过程,而且速度快,为滤饼过滤过程尤其是成饼机理的研究提供了一种有益的尝试。自行设计的计算机模拟程序能够反映出整个过滤过程的本质,较好的模拟出试验条件下过滤过程的结果,能够揭示浓度和压力以及颗粒粒径对滤饼所产生的影响,能在一定程度上给予工程实际应用指导意义,在一定程度上取代试验,具有很好的实用。本文在模拟程序的设计上忽略了物料粒径分布对过滤过程的影响,这将是今后进一步工作的重点。

  说明Ap―操作压力,Pa a―滤饼的质量比f阻m.kg1;Ap(―滤饼两侧压力差,Pa;a―平均滤饼的质量比f阻m.kg t―过滤时间,s;p―固体颗粒密度,kg°m―3;Rc―滤饼阻力,m Pi―液体密度,kgm3符号―过滤介质阻力,m1;Cs―固体颗粒体积浓度;q―滤液流量,m3.s1;G、a、m―经验常数;V―滤液体积m3;C―单位滤液体积的干固体质量,kg.m 3;s―料浆质量浓度;n―可压矿性指数;I1―流体的黏度,Pa.s;

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