筛分过滤实验报告.docx

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筛分过滤实验报告
筛分实验
一、实验目的
测定天然河砂的颗粒级配。
绘制筛分级配曲线，求d0、d80、K80。
按设计要求对上述河砂进行再筛选y0
Adj. R-Square
0
Value
Standard Error
通过筛孔的砂量
y0
通过筛孔的砂量
A1
通过筛孔的砂量
t1
代入表5-1的参数数值可得滤料筛分级配曲线的拟合方程为
y =-×exp(
﹣) +
当y = 10时，解得d10 = x ≈
当y = 80时，解得d80 = x ≈
故不均匀系数为
K80=d80d10==
不均匀系数分析
滤料的不均匀系数是指80%（按质量计算）能通过筛孔孔径（d80）的滤料，与10%滤料能通过的筛孔孔径（d10）的滤料之比。
不均匀系数越大表明滤料粒径的分布越不均匀。滤池在反冲洗的过程中，滤料呈流化和膨胀状态，冲洗完成后细小颗粒滤料积聚在滤床上部，大颗粒滤料沉到滤床底部，由上而下形成细-粗滤料滤床。不均匀系数越大，形成粗细的差距就越明显，这种滤料称为级配滤料，级配滤料的不均匀系数K80一般为~。
当不均匀系数过大时，滤料颗粒极不均匀，将影响过滤效果：一是使反洗操作困难。因为当反洗强度太大时，会带出细小颗粒的滤料，造成滤料的流失。而当反洗强度太小时，又不能松动下部大块滤料，长期下去，易造成滤层“结块”，这样会使过滤情况恶化。二是由于滤料颗粒大小不均匀，就会有细小的滤料颗粒。这些细小颗粒会因反洗等原因集中在滤层表面，结果又会使过滤下来的污物堆积在滤层表面，使过滤时的水头损失增加太快，使过滤周期变短。
本次筛分实验测出的不均匀系数K80为，远远大于设计要求（~），故需对砂样进行再筛选。
滤料的再筛选
滤料的再筛选是根据筛分级配曲线方程求得的数值进行的，方法如下：
设设计要求d10= mm，
K80=，则?d80= mm ×= mm，按此要求进行滤料再筛选。
（1）先自横坐标 mm和 mm 两点各作一垂线与筛分曲线相交，自两交点作与横坐标相平行的两条线与右边纵坐标轴线相交于上下两点。（如图5-2中蓝色线条和红色方点所示。）
（2）再以上面之点作为新的d80，以下面之点作为新的d10，重新建立新坐标。（图5-2中两红色方点即分别为新的d80和新的d10。）
图5-2 滤料再筛分过程
（3）找出新坐标原点和l00%点，由此两点向左方作平行于横坐标的直线，并与筛分曲线相交，在此两条平行线内所夹面积是所选滤料，其余全部筛除。
如图5-3所示，两绿色水平线即是新坐标系中的y = 0和y = 100，其在原坐标系中的值分别为y = 和y = ，图中两绿色水平线所夹部分为所选滤料，阴影部分为筛除部分。
根据拟合方程
y =-×exp(
﹣) +
当y = 时，解得x ≈
当y = 时，解得x ≈
则滤料粒径在 mm为再筛分实验所选滤料，对应的筛子通过率分别为%、%。
图5-3 滤料再筛分结果
六、思考与讨论
为什么d10称“有效粒径”K80过大或过小各有何利弊
d10指10%的滤料（按质量计）能通过的筛孔孔径（mm）。经过大量试验资料统计发现，不均匀滤层的透水性与全部由这种滤料的累计含量为10％的颗粒所组成的均匀滤层的透水性相当，因此d10被认为是能够有效地反映滤层透水性的粒径，即有效粒径。
K80指滤料的不均匀系数，即80％（按质量计）能通过筛孔孔径(d80)的滤料，与10％滤料能通过的筛孔孔径(d10)的滤料之比。不均匀系数K80过大或过小对过滤及反冲均不利。K80越大，则大小颗粒间的差别越大，大小颗粒掺杂的结果，会降低滤料层的孔隙率，影响滤料层的含污能力和增加过滤时的阻力；K80越小，大小颗粒间的差别越小，孔隙率增大，过滤阻力降低，影响过滤效果。至于反冲，为了满足滤料粗颗粒的膨胀要求就会使细颗粒因过大的反冲强度而被冲走；反之，若为满足细颗粒不被冲走的要求而减小反冲强度，粗颗粒可能因冲不起来而得不到充分清洗。故滤料需经过筛分级配。
我国用dmin、dmax衡量滤料，与用d10、d80相比，有什么伏缺点
用dmin、dmax衡量滤料的优点是dmin、dmax取值比较简单，而d10、d80则需要多次筛分才能进行确定。其缺点是dmin、dmax因粒径范围较宽，对滤料粒径不均匀性的反应程度不及d10、d80好，取值容易使K80偏大或偏小。
孔隙率大小对过滤有什么影响
孔隙率系指滤料间空隙的体积