摘要:爲了研(yán)究電磁流量(liàng)計 在濃密膏(gāo)體管道輸送(sòng)應用時對其(qí)流量測試精(jīng)度的影❄️響因(yīn)素，本文在循(xun)環管道試驗(yàn)台.上對其進(jin)行測試實驗(yan)，測量了不同(tóng)濃度濃密膏(gāo)體的管道輸(shu)送流量，并與(yǔ)稱重法測試(shi)結果進行對(duì)比以确定電(diàn)磁流量計流(liu)量測試精度(du).同時利用參(cān)比電阻法測(cè)量🐆不同質量(liang)濃✉️度下煤泥(ni)的電導率，提(tí)出了電磁流(liú)量計用于煤(mei)泥管☎️道流量(liàng)測試可用精(jing)度所對應的(de)電導率以及(jí)質量濃度阈(yu)值.結果表明(míng)，濃密膏體爲(wei)煤泥時，推測(cè)當質量濃🔱度(du)不高于63%，電導(dao)率不低于0.035mS/cm時(shí)，電磁流量計(ji)流量測試精(jing)度可靠;且濃(nóng)度越低電導(dao)率越大時，電(diàn)磁流量計測(cè)量🎯效果越好(hao).
　　高濃度黏稠(chóu)固體廢棄物(wù)，是指工業生(shēng)産及市政污(wū)水處🔴理過程(cheng)中産生的含(hán)固量高、粘度(dù)大、顆粒細的(de)固-液兩相廢(fèi)棄物或副産(chǎn)品，由于其常(chang)溫常壓下流(liú)動性較差，在(zài)高壓管道輸(shu)送時爲“不沉(chén)降似均質濃(nóng)密膏體”，因此(cǐ)亦稱濃密膏(gao)體.包括煤炭(tan)行業的煤泥(ní)⚽、給排水行業(yè)的脫水污泥(ní)👣、制造行業的(de)工業污泥、石(shi)化行業的油(you)💃渣♉和油泥等(deng)，涉及二十餘(yú)個行業"。就上(shàng)述濃密膏體(ti)而言，目前較(jiao)常用的無害(hài)化、資源化處(chu)置方式有焚(fen)燒、燃燒發電(diàn)、土地資源化(hua)利用以及填(tian)埋等!21.無論采(cǎi)用哪種無害(hài)化、資源化處(chù)置方法🍉，輸送(sòng)均爲必不可(kě)少的環節，新(xīn)發展的輸送(song)工藝技術爲(wèi)管道輸送.不(bú)管在工業現(xian)場還是實驗(yàn)室管道輸送(song)時，流⛹🏻‍♀️量均是(shi)關鍵參數，其(qí)大小決定了(le)管道輸送的(de)效率.
　　濃密膏(gāo)體管道輸送(sòng)的流量測試(shi)是一個尚待(dài)解決的難題(tí)，管道輸送實(shí)驗中一般采(cǎi)用稱重法測(ce)量，但該方法(fǎ)測試步驟繁(fan)瑣.而電磁流(liú)量計的測量(liàng)不因流體密(mì)度、粘度、溫度(dù)、壓力、電導率(lü)和雷諾數變(bian)化，沒有阻流(liu)件，也不會在(zài)高流速情✨況(kuàng)下産生氣蝕(shi)，近年來在流(liú)體流🈲量測試(shi)中被廣泛應(yīng)用”.随着電磁(ci)流量計的發(fā)展，現己可測(ce)量電導率阈(yù)值更低的液(yè)🔱體，而當濃密(mì)膏體濃度較(jiao)高時不可行(hang)，其原因現有(yǒu)文獻中🤩尚沒(mei)有正确的解(jiě)‼️釋，推測這可(ke)能與其濃度(dù)過大時電導(dǎo)率✊太低有關(guān).本實驗先使(shǐ)用電磁流量(liàng)計測量一定(dìng)電導率範圍(wéi)的煤泥在管(guǎn)道輸送時的(de)流量，并與稱(cheng)重法測量結(jié)果相對🌂比，得(dé)到煤泥在管(guan)道輸🏃‍♀️送時✨電(dian)導率及濃度(dù)的阈值，爲今(jin)後電磁流量(liang)計應用于其(qi)它㊙️濃密膏體(ti)管道輸送的(de)流量測量提(tí)供依據，對其(qi)現場應用也(yě)具有很重要(yao)的指導意義(yi).
1測試原理及(ji)實驗步驟
1.1電(dian)磁流量計原(yuan)理
　　本文選用(yong)不同質量濃(nong)度的煤泥在(zai)裝有電磁流(liú)量計🏃🏻的液壓(ya)與流變試驗(yàn)台上(實驗原(yuan)理如圖1)進行(hang)管道輸送實(shi)驗.電磁流量(liàng)計根據電磁(cí)感應原理測(cè)量🌈流過管道(dao)中導電流體(ti)的流量，故使(shǐ)用電磁流量(liàng)計的前提是(shì)被測流體必(bì)須導電，且電(diàn)導率不能低(di)于阈值(即下(xià)限值).通用型(xing)電磁流量計(ji)的阈值在(5×10-6)S/cm~10-4S/cm之(zhi)間，若電導率(lü)低💃🏻于阈值會(hui)産生誤差甚(shen)至不能測☂️量(liang)(5.根據電磁感(gan)應原理(如圖(tú)2)，當導電流體(tǐ)在磁場強度(dù)爲♊B的🌈磁場中(zhōng)切割磁力線(xian)時，在線形長(zhang)度爲🔞L的a和b兩(liǎng)點之間會産(chǎn)生感應電動(dòng)勢，爲
 
　　兩接收(shōu)電極之間的(de)距離L爲已知(zhi)常數，B爲已知(zhī)的磁場強度(dù)，故Ɛab是單調函(han)數，随U的變化(huà)而變化.而瞬(shùn)時流量Q等于(yú)流速口與導(dǎo)管截💘面積S(常(chang)數)的乘積，故(gù)有
 
　　式中:K爲儀(yi)器常數.因此(ci)，隻要測得Ɛab,即(ji)可求得對應(ying)的流量Q.
 
1.2煤泥(ni)電導率測試(shi)原理及方法(fa).
　　在定制的圓(yuán)柱狀絕緣料(liào)簡中裝入煤(mei)泥,利用參比(bi)電阻法測量(liang)不同質量濃(nong)度下煤泥的(de)電阻率].首先(xian)🏒分别測出定(ding)值電阻💋R的兩(liang)端電壓U。和絕(jué)緣料簡兩端(duan)的電壓U.由式(shì)(3)求得該長度(du)管道内煤泥(ni)的電阻，并代(dai)人式(4)求得煤(méi)泥的電阻率(lǜ)，再由k=1/ρ求得煤(méi)泥的電導率(lǜ)💚，即
 
　　式中:ρ爲電(dian)阻率;U爲裝有(you)煤泥的圓柱(zhù)狀絕緣料筒(tong)兩💔端⛹🏻‍♀️電壓🤩;U0爲(wei)定值電阻兩(liang)端的電壓;A爲(wei)橫截面積;L爲(wei)兩電極✏️之間(jian)的距💋離.
　　采用(yong)四相電極參(cān)比電阻法測(cè)量煤泥電阻(zǔ)率，設計實驗(yan)❓電㊙️路☎️如圖3所(suǒ)示.實驗步驟(zhòu)如下:①首先測(ce)量絕緣料簡(jiǎn)内徑及長💁度(dù).用遊标‼️卡尺(chi)多次從不同(tóng)角度測量絕(jue)緣料筒的内(nei)徑及⚽長度并(bìng)記錄，分❓别取(qu)平均值❤️.②測量(liang)室内溫度并(bìng)記錄.③取适量(liàng)煤泥加入一(yī)定的水✂️，充分(fen)攪拌，用含水(shui)率儀測量含(hán)水率并記錄(lù)，使含水率爲(wei)32%左右，将配好(hao)的煤泥裝入(rù)絕緣料筒中(zhōng)，然後接通實(shi)驗電路.④利用(yòng)萬用表☀️分别(bie)測量500Ω電阻兩(liǎng)端和絕緣料(liao)簡兩端的電(diàn)壓，待電壓穩(wen)定後讀⛷️數并(bìng)記錄.⑤分分别(bie)改變電源電(dian)壓和㊙️煤泥含(han)水率，重複上(shang)述實驗👈步驟(zhou).
 
2實驗數據及(ji)分析
2.1煤泥電(diàn)導率實驗數(shu)據及分析
　　根(gēn)據測量得到(dao)的數據，以煤(méi)泥的質量濃(nóng)度作橫坐标(biāo)，相應質量濃(nong)度煤泥的電(diàn)導率作縱坐(zuò)标，繪出煤泥(ni)電導率與其(qí)質量🐇濃度⭕的(de)關系圖(如圖(tú)4).再以電壓爲(wèi)橫坐标，相應(yīng)電壓下煤泥(ni)的電導率爲(wei)縱坐标，繪出(chu)電壓與電導(dǎo)率的關系圖(tú)(如圖5).
 
　　圖4的電(dian)導率變化曲(qu)線表明,随着(zhe)煤泥質量濃(nong)度的增大，其(qi)電🔞導率逐漸(jiàn)降低，并在質(zhi)量濃度爲66%時(shí)相交于-一🏃🏻點(diǎn);圖🥵5的電㊙️導率(lü)變化曲線表(biao)明,随着電壓(yā)的增大,電導(dao)率有逐漸增(zeng)大趨勢.分析(xī)圖4與📱圖5可得(de)到以下結論(lùn):①圖4曲線整體(ti)呈下降趨勢(shi)，說明電導率(lü)随着🐇煤泥質(zhi)量濃🤞度的增(zeng)大而減小。當(dāng)質量⚽濃度低(dī)于63%時👨‍❤️‍👨,不同電(diàn)壓下電💯導率(lǜ)随質量濃度(dù)變化基本成(cheng)平行關系，說(shuo)明🈲電導率與(yu)質量濃度和(hé)電壓成一定(dìng)的線性🔱關系(xi);當質量濃度(dù)爲63%~66%時，電導率(lǜ)與質量濃度(dù)成一定線性(xìng)關系，而與電(dian)壓🔞不成線性(xìng)關系，仍有一(yī)-定的👈下降梯(ti)度;當質量🔆濃(nóng)度大于66%時，電(diàn)導率随其增(zeng)加顯🌍著下降(jiàng)，但是曲線較(jiào)爲複😄雜，不易(yì)判斷其相互(hu)關系，将用稱(cheng)重法進行相(xiàng)應的驗證.②圖(tú)❓5曲線整體呈(cheng)上升趨勢，說(shuo)明電導率随(suí)電壓的增大(dà)而增大.相比(bi)電導率随質(zhi)量濃度的變(biàn)化，其增大幅(fú)度較小。當質(zhì)量濃度由61.38%上(shàng)升到63.20%即增大(dà)🌈了1.82%時，電導率(lǜ)增大了0.03mS/cm,而當(dāng)質量濃度由(you)63.20%增大🌈到66.25%即增(zeng)大了3.05%時，電導(dǎo)率卻增🌈加了(le)不到0.01mS/cm.說明質(zhì)量濃🏃度低于(yu)63.20%時，電導率變(biàn)化較明顯;當(dang)質量濃度爲(wèi)66.25%時，電導率爲(wèi)恒定值0.033mS/cm.
2.2電磁(cí)流量計實驗(yan)數據及分析(xi)
　　首先分析電(diàn)磁流量計流(liu)速數據的重(zhong)複性.圖6是當(dāng)管内流速爲(wei)0.1m/s(即濃密膏體(ti)輸送流速下(xia)限)時，電磁流(liu)量計測量由(you)大到小的3種(zhong)質量濃度分(fen)别爲73%，69%，63%的煤泥(ní)的實時數據(ju)曲線.由圖可(kě)見濃✌️度較高(gāo)時電磁流量(liang)計難以測出(chu)穩定的流速(su)數值,而當濃(nong)度較低且煤(mei)泥流動性非(fei)常好時測量(liang)數值較爲穩(wěn)定.圖7是質量(liang)🐪濃度爲63%時電(dian)🌈磁流量計的(de)3次測試曲線(xian)，可見其重複(fú)⛱️性良好，故🏃🏻‍♂️測(ce)量結果可信(xin).相比較煤泥(ní)電導率的測(cè)♌試👌結果，可以(yǐ)看出當質量(liang)濃度低于63%時(shí)，電導率較大(da)👄，且不同質量(liang)濃度下電導(dao)率變化穩定(dìng)，故推測當質(zhì)量濃度低于(yú)63%，電導💁率高于(yu)♍0.035mS/cm時，電磁流量(liàng)計應用于煤(méi)✊泥管道輸送(sòng)時數據正确(què)率較高.
 
　　其次(ci)提取電磁流(liú)量計的流速(su)數據換算并(bìng)積分後與稱(chēng)重質量進行(hang)對比，分析其(qi)數據誤差，結(jié)果如表☎️1.可以(yǐ)通過電磁流(liu)量計積分後(hòu)的總流量與(yu)稱重數🚶‍♀️據的(de)吻合程度來(lai)分析，若二者(zhe)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻吻合較㊙️好則(ze)說明電磁流(liu)量計在線測(cè)量數據顯示(shì)✌️雖然可能受(shou)到氣泡的影(ying)響，但是總流(liu)量可以正确(que)測量;若✔️二者(zhě)相差較㊙️大，則(zé)說明電磁流(liu)量計不适合(hé)🌈對較高質量(liàng)濃💃🏻度煤泥進(jìn)行測量.從表(biao)1可以看出電(dian)磁流量計在(zai)質量濃🔴度爲(wèi)69%，73%時誤差較大(da)，故🛀🏻測量不正(zheng)确;在質量濃(nóng)度爲63%時測量(liang)誤差🐉較小，說(shuō)明其☀️測量較(jiao)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻正确.該對比(bǐ)實❗驗與😍之前(qian)的重複性分(fèn)🌈析相符，說明(ming)用質量濃度(du)及電導率來(lai)評價電磁流(liú)量計測量數(shù)據的正确率(lü)有一定的可(ke)行性.
 
3結論
　　本(běn)文通過對煤(méi)泥的電導率(lǜ)及電磁流量(liang)計管道輸送(song)流量🌐的測🔱量(liàng)，得出以下結(jié)論:
1)煤泥的電(dian)導率數值随(sui)其質量濃度(dù)的降低而增(zeng)大，并且在一(yī)✊定範圍内随(sui)質量濃度的(de)變化效果更(geng)明.顯.且電磁(cí)流量計不适(shì)合🎯較高質量(liàng)濃度煤泥管(guan)道🔞流量的測(cè)量，但在較低(di)濃度測量時(shí)重複性良好(hao)，測量結果正(zheng)💋确可信，且👅濃(nong)度越低，測量(liang)效果越好.
2)電(diàn)磁流量計在(zài)濃密膏體管(guan)道流量測量(liàng)中能否應用(yòng)💋與其電導率(lü)及濃度有關(guān)系。電導率越(yue)大，電磁流量(liang)計測量效果(guo)越好.應用于(yú)煤泥時,得出(chū)當質量濃🌏度(dù)上限值爲63%，電(dian)導率下限值(zhi)爲0.035mS/cm時，電磁流(liu)量計可用于(yú)測其流量.
3)通(tōng)過對煤泥的(de)研究，可以推(tuī)測當電磁流(liu)量計應用于(yú)赤泥、電石泥(ní)、污泥等其它(tā)濃密膏體的(de)管道輸送🤩時(shí)，也應有相應(yīng)的濃度及電(dian)導率阈值，其(qi)數值可通過(guo)試驗獲得.

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