摘(zhāi)要:爲了研(yán)究(jiū)電磁流量計(jì) 在濃(nóng)密膏體管(guǎn)道輸送應(yīng)用時對其流(liú)量(liàng)測試(shì)精度(dù)的影響因素，本(běn)文在(zài)循環(huán)管道試(shì)驗台.上(shàng)對其進行(háng)測試(shì)實驗，測(cè)量(liàng)了不(bú)同濃度濃密膏體(tǐ)的管道輸送(sòng)流量，并與稱重(zhòng)法測試結果進行對比以(yǐ)确定(dìng)電磁流量計流(liú)量測試精(jīng)度.同(tóng)時利(lì)用參比電(diàn)阻法(fǎ)測量不同(tóng)質量濃度下煤(méi)泥的電導率，提(tí)出(chū)了電磁流量(liàng)計用(yòng)于煤泥(ní)管(guǎn)道流量測試可(kě)用精度所對應的電導率以及(jí)質量濃(nóng)度阈值(zhí).結果表明(míng)，濃密(mì)膏體爲煤泥時(shí)，推測當質量濃度不高于(yú)63%，電導(dǎo)率(lǜ)不低于(yú)0.035ms/cm時，電(diàn)磁流量(liàng)計流量測試精度(dù)可靠(kào);且濃度(dù)越低電(diàn)導率(lǜ)越大時，電(diàn)磁流量計測量(liàng)效果越(yuè)好.
　　高(gāo)濃度黏(nián)稠固(gù)體廢棄物，是(shì)指(zhǐ)工業生産(chǎn)及(jí)市(shì)政污(wū)水(shuǐ)處理(lǐ)過程中(zhōng)産生的(de)含固量(liàng)高、粘度大(dà)、顆粒(lì)細的固-液兩相廢棄物(wù)或(huò)副産(chǎn)品，由于其常溫(wēn)常壓下流動(dòng)性(xìng)較差，在高(gāo)壓管(guǎn)道輸送(sòng)時(shí)爲“不(bú)沉降似均質濃密膏(gāo)體(tǐ)”，因此亦(yì)稱濃密膏體(tǐ).包(bāo)括煤(méi)炭行業的(de)煤泥(ní)、給排水行業的脫水(shuǐ)污泥、制造行(háng)業(yè)的工業污泥、石(shí)化行(háng)業的油渣(zhā)和油(yóu)泥等，涉及二十(shí)餘個行業"。就上(shàng)述濃(nóng)密膏體而(ér)言，目前較(jiào)常用(yòng)的無害化、資源(yuán)化處置方式有焚燒、燃燒發電、土地資(zī)源化利(lì)用以及填埋等(děng)!21.無論采用哪種(zhǒng)無害(hài)化(huà)、資源化(huà)處置方法，輸送均爲必不可少(shǎo)的環節，新(xīn)發展(zhǎn)的輸送(sòng)工(gōng)藝技(jì)術爲管道輸送(sòng).不管(guǎn)在工業現場還是實驗室(shì)管道輸送時，流(liú)量均是關鍵參(cān)數，其(qí)大(dà)小決定(dìng)了管道(dào)輸送的效率.
　　濃密膏體(tǐ)管道輸送的流(liú)量測(cè)試(shì)是(shì)一個尚待(dài)解(jiě)決(jué)的難題，管道輸送實(shí)驗中一般采用(yòng)稱重法測量(liàng)，但(dàn)該方法測(cè)試步驟繁瑣(suǒ).而電磁(cí)流量(liàng)計(jì)的測量不因(yīn)流體密度(dù)、粘度、溫(wēn)度、壓力(lì)、電導(dǎo)率和(hé)雷諾數變化，沒有阻(zǔ)流件(jiàn)，也(yě)不(bú)會在(zài)高(gāo)流速(sù)情(qíng)況下(xià)産生氣蝕，近年來在流體流量測試中被廣泛(fàn)應用”.随着(zhe)電磁(cí)流量(liàng)計的發展(zhǎn)，現己可測量電導率阈值更低(dī)的液體，而當濃(nóng)密膏(gāo)體濃度較高時不可行，其(qí)原因現(xiàn)有(yǒu)文獻(xiàn)中尚(shàng)沒有正确(què)的解釋(shì)，推測這(zhè)可能與其濃度(dù)過大(dà)時電導率(lǜ)太低(dī)有關.本實(shí)驗先(xiān)使用電磁(cí)流量計(jì)測量一(yī)定電(diàn)導率範圍(wéi)的(de)煤泥在(zài)管道輸送(sòng)時的流量(liàng)，并與稱重(zhòng)法測(cè)量結果相對比(bǐ)，得到煤(méi)泥(ní)在管(guǎn)道(dào)輸(shū)送時電導(dǎo)率及(jí)濃度的阈(yù)值，爲(wèi)今後(hòu)電磁(cí)流量計(jì)應(yīng)用于(yú)其它(tā)濃密膏體(tǐ)管道輸送的流(liú)量測量提供依據，對(duì)其現(xiàn)場應(yīng)用也具(jù)有很重(zhòng)要的(de)指導(dǎo)意義.
1測試(shì)原理及實(shí)驗步驟
1.1電(diàn)磁(cí)流(liú)量計原理(lǐ)
　　本文(wén)選用不同(tóng)質量(liàng)濃度(dù)的煤泥在(zài)裝有電磁流量(liàng)計的液壓與流變試驗(yàn)台上(實(shí)驗原理如(rú)圖1)進行管(guǎn)道輸(shū)送實驗.電磁流量計(jì)根據電磁(cí)感(gǎn)應(yīng)原理(lǐ)測量流過(guò)管道中(zhōng)導電流體的(de)流量，故使(shǐ)用電(diàn)磁(cí)流(liú)量計(jì)的前提是被(bèi)測(cè)流體必須導電，且電導率(lǜ)不能(néng)低于阈值(即下限值).通用型電(diàn)磁流(liú)量計的阈(yù)值在(zài)(5×10-6)s/cm~10-4s/cm之間，若電(diàn)導率(lǜ)低于阈值(zhí)會産(chǎn)生誤差甚(shèn)至不能測量(5.根(gēn)據電(diàn)磁感應原(yuán)理(如圖(tú)2)，當導電流體在(zài)磁場強(qiáng)度爲b的磁場中切割(gē)磁力(lì)線時(shí)，在線(xiàn)形(xíng)長度爲l的a和(hé)b兩點(diǎn)之間(jiān)會産生(shēng)感(gǎn)應電動勢，爲
 
　　兩接收(shōu)電極(jí)之間的距(jù)離l爲(wèi)已知常(cháng)數(shù)，b爲已知的(de)磁場(chǎng)強度(dù)，故Ɛab是單調(diào)函數，随u的(de)變化而變化.而瞬時(shí)流量q等于(yú)流速口與導(dǎo)管截面(miàn)積s(常(cháng)數)的(de)乘積，故有(yǒu)
 
　　式中:k爲儀(yí)器常(cháng)數.因(yīn)此，隻要測(cè)得Ɛab,即可(kě)求(qiú)得對應(yīng)的流量(liàng)q.
 
1.2煤泥電(diàn)導率測(cè)試原理(lǐ)及方法(fǎ).
　　在定(dìng)制的(de)圓柱(zhù)狀絕(jué)緣料(liào)簡中裝入煤泥,利用(yòng)參比電(diàn)阻法測(cè)量不(bú)同質(zhì)量濃(nóng)度下煤泥的電(diàn)阻率(lǜ)].首先(xiān)分(fèn)别(bié)測出定值電阻(zǔ)r的兩(liǎng)端電壓u。和(hé)絕緣(yuán)料簡(jiǎn)兩端(duān)的電壓u.由式(3)求(qiú)得該長度管(guǎn)道(dào)内煤(méi)泥的(de)電阻(zǔ)，并代人式(shì)(4)求得煤泥的電阻率(lǜ)，再(zài)由k=1/ρ求得(dé)煤泥(ní)的電導率，即
 
　　式(shì)中:ρ爲電阻(zǔ)率;u爲裝有(yǒu)煤泥(ní)的圓(yuán)柱狀絕緣料筒兩端電壓;u0爲定(dìng)值電阻兩(liǎng)端的(de)電壓(yā);a爲(wèi)橫(héng)截面積;l爲兩(liǎng)電極之(zhī)間的距(jù)離.
　　采用(yòng)四相(xiàng)電極(jí)參比(bǐ)電阻(zǔ)法測量(liàng)煤(méi)泥電阻(zǔ)率(lǜ)，設計(jì)實驗(yàn)電(diàn)路(lù)如圖3所示.實驗步驟(zhòu)如下(xià):①首(shǒu)先(xiān)測量(liàng)絕緣料簡内徑及長度.用(yòng)遊标(biāo)卡尺(chǐ)多(duō)次(cì)從不同角度測(cè)量絕(jué)緣料筒的(de)内徑及長度(dù)并記錄，分别取平(píng)均值(zhí).②測量室(shì)内溫度(dù)并記錄.③取适量(liàng)煤泥(ní)加(jiā)入一定(dìng)的水，充分攪拌，用含水率儀測(cè)量含水(shuǐ)率并記錄，使含水(shuǐ)率爲(wèi)32%左右，将配好的(de)煤泥裝入(rù)絕(jué)緣(yuán)料筒(tǒng)中(zhōng)，然(rán)後接(jiē)通實驗電路.④利(lì)用萬用表(biǎo)分别(bié)測量500Ω電(diàn)阻兩端(duān)和絕緣料(liào)簡兩(liǎng)端的電(diàn)壓，待電(diàn)壓穩定(dìng)後讀數并記錄.⑤分分别(bié)改變電(diàn)源電壓(yā)和煤泥含水率(lǜ)，重複上述(shù)實驗(yàn)步驟(zhòu).
 
2實驗(yàn)數據(jù)及分析
2.1煤泥電導率實驗數據(jù)及分析
　　根據(jù)測量得到(dào)的數據，以煤泥(ní)的質量濃度(dù)作橫坐标(biāo)，相應質量濃度(dù)煤泥的電導率(lǜ)作縱坐标(biāo)，繪出煤泥(ní)電(diàn)導率與(yǔ)其質(zhì)量濃(nóng)度的關系(xì)圖(如圖4).再(zài)以電壓爲橫坐标，相(xiàng)應(yīng)電壓下(xià)煤泥的(de)電(diàn)導率(lǜ)爲縱(zòng)坐标，繪出(chū)電壓與電(diàn)導率(lǜ)的關系圖(如圖5).
 
　　圖4的(de)電導率變化曲(qǔ)線表明,随着煤(méi)泥(ní)質(zhì)量濃(nóng)度的(de)增大(dà)，其電(diàn)導率逐漸降低，并在(zài)質量(liàng)濃度(dù)爲66%時相交(jiāo)于-一點;圖(tú)5的電導率(lǜ)變(biàn)化曲線(xiàn)表明,随着電壓的增(zēng)大,電(diàn)導率(lǜ)有逐(zhú)漸增大趨勢.分(fèn)析圖4與圖5可得到以(yǐ)下結論:①圖(tú)4曲線整體(tǐ)呈(chéng)下(xià)降趨(qū)勢，說明電導率随(suí)着(zhe)煤泥(ní)質量濃度的增(zēng)大而減小(xiǎo)。當質(zhì)量濃度低于63%時(shí),不同電壓(yā)下電導率随質量濃度變(biàn)化基本成(chéng)平行關(guān)系(xì)，說明(míng)電導率與質量濃度(dù)和電(diàn)壓成(chéng)一定的(de)線性關(guān)系;當(dāng)質量(liàng)濃度(dù)爲63%~66%時，電導(dǎo)率與(yǔ)質量濃度成一(yī)定線性關系，而與電壓不(bú)成線(xiàn)性關(guān)系，仍有一(yī)-定的下降梯度(dù);當質量濃度(dù)大(dà)于66%時，電導(dǎo)率随(suí)其增加(jiā)顯(xiǎn)著下(xià)降，但(dàn)是曲線較(jiào)爲複雜，不(bú)易判(pàn)斷其相互關系(xì)，将用(yòng)稱(chēng)重(zhòng)法進行相(xiàng)應(yīng)的驗證(zhèng).②圖5曲線整體呈上升(shēng)趨勢(shì)，說明(míng)電導率随電(diàn)壓(yā)的增大而增大(dà).相比電導率随質量濃度的變化，其增大幅度(dù)較小(xiǎo)。當質量濃(nóng)度由61.38%上升到63.20%即(jí)增大(dà)了1.82%時，電導(dǎo)率增(zēng)大(dà)了0.03ms/cm,而當質(zhì)量濃度由63.20%增(zēng)大到(dào)66.25%即增(zēng)大了(le)3.05%時，電(diàn)導率卻增(zēng)加了不(bú)到0.01ms/cm.說明質量濃度低于(yú)63.20%時，電導率變化(huà)較明顯;當(dāng)質量(liàng)濃度爲66.25%時，電導(dǎo)率爲恒定值0.033ms/cm.
2.2電(diàn)磁流量計實驗(yàn)數據及分析
　　首(shǒu)先分析電(diàn)磁(cí)流(liú)量計(jì)流速數據(jù)的重複(fú)性.圖6是(shì)當管内流速爲(wèi)0.1m/s(即濃密膏體輸(shū)送流(liú)速(sù)下限)時(shí)，電磁流量計測量由大(dà)到小的(de)3種質量(liàng)濃(nóng)度分别爲(wèi)73%，69%，63%的(de)煤泥的(de)實時(shí)數據曲線(xiàn).由圖可(kě)見濃度(dù)較高(gāo)時電磁流量計(jì)難以測出(chū)穩定的流(liú)速數值,而當濃度較(jiào)低且煤泥(ní)流動性非常好時測(cè)量數值較爲穩定(dìng).圖7是質量濃(nóng)度爲63%時電(diàn)磁流(liú)量計(jì)的(de)3次測試(shì)曲線，可(kě)見其重(zhòng)複性良(liáng)好，故測(cè)量結果可(kě)信.相(xiàng)比較(jiào)煤(méi)泥電導(dǎo)率的測試(shì)結果(guǒ)，可以(yǐ)看(kàn)出當質(zhì)量濃(nóng)度低于63%時(shí)，電導(dǎo)率較大，且(qiě)不同質量濃度(dù)下電導(dǎo)率變化(huà)穩定，故推測當(dāng)質量濃度(dù)低于(yú)63%，電導率(lǜ)高于0.035ms/cm時(shí)，電磁(cí)流量計應(yīng)用于煤泥(ní)管道輸送時(shí)數(shù)據正(zhèng)确率較(jiào)高.
 
　　其次(cì)提取電磁流量(liàng)計的流速數據換算并積分後(hòu)與稱(chēng)重質量進行對(duì)比(bǐ)，分析其(qí)數(shù)據誤差(chà)，結果(guǒ)如表1.可以通過(guò)電磁流量(liàng)計積(jī)分後的總流量(liàng)與稱重數(shù)據的吻合(hé)程度來分(fèn)析，若(ruò)二者(zhě)吻(wěn)合較好(hǎo)則說(shuō)明電(diàn)磁流量(liàng)計在線(xiàn)測量(liàng)數據(jù)顯示雖(suī)然(rán)可能(néng)受到(dào)氣泡的(de)影響，但(dàn)是總流量(liàng)可以(yǐ)正确測量;若二(èr)者相(xiàng)差較(jiào)大，則說(shuō)明電磁流量(liàng)計不适(shì)合對較高質量濃度煤泥進行(háng)測量.從(cóng)表1可以看出電磁流量(liàng)計在質量濃度爲69%，73%時誤(wù)差較大(dà)，故(gù)測量(liàng)不正(zhèng)确(què);在質量(liàng)濃度(dù)爲63%時測量誤差較小，說明(míng)其測量較正确(què).該對比(bǐ)實驗與(yǔ)之前的(de)重複性分析相符(fú)，說明(míng)用質(zhì)量(liàng)濃度及(jí)電導(dǎo)率來評價(jià)電磁流量(liàng)計測量數(shù)據的(de)正确(què)率有(yǒu)一(yī)定的可行性.
 
3結論
　　本文(wén)通過對(duì)煤(méi)泥的(de)電導率及(jí)電磁(cí)流量(liàng)計管(guǎn)道輸(shū)送流量的測量(liàng)，得出以(yǐ)下結論(lùn):
1)煤泥(ní)的電(diàn)導率(lǜ)數值随其質量(liàng)濃度(dù)的(de)降低而(ér)增大(dà)，并(bìng)且(qiě)在一定(dìng)範(fàn)圍内随質(zhì)量濃度的(de)變(biàn)化(huà)效果更明.顯.且(qiě)電磁流量(liàng)計不(bú)适合較高質量(liàng)濃度煤(méi)泥(ní)管道(dào)流量的測(cè)量，但(dàn)在較低濃度測量時(shí)重複性良(liáng)好，測量(liàng)結果正确可(kě)信，且濃度(dù)越低(dī)，測量(liàng)效果越好.
2)電(diàn)磁(cí)流量計在(zài)濃(nóng)密膏體(tǐ)管道流(liú)量(liàng)測量(liàng)中(zhōng)能(néng)否(fǒu)應用與其電導率及濃度有關系(xì)。電導(dǎo)率越(yuè)大，電(diàn)磁流(liú)量計測量(liàng)效果(guǒ)越好.應用于煤(méi)泥時,得出當質(zhì)量濃度上限值(zhí)爲63%，電導(dǎo)率(lǜ)下限(xiàn)值爲(wèi)0.035ms/cm時，電磁流量計可(kě)用于測(cè)其流量.
3)通過對(duì)煤泥的研究，可(kě)以推測(cè)當電磁(cí)流量計應用于赤泥(ní)、電石泥、污(wū)泥等其(qí)它(tā)濃密膏體的管道輸(shū)送時，也應(yīng)有相應的(de)濃度及電(diàn)導率阈值(zhí)，其數(shù)值可通過試驗(yàn)獲得.

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