摘要(yào):爲了研究(jiu)電磁流量(liàng)計 在濃密(mi)膏體管道(dao)輸送應用(yòng)時對其流(liú)量測試精(jīng)度的影響(xiang)因素，本文(wén)在循環管(guan)道試驗台(tai).上對其進(jìn)行測試實(shi)驗，測量📞了(le)不同濃度(dù)濃密膏體(tǐ)的管道輸(shū)送💘流量，并(bing)🔴與稱重法(fa)測試💃🏻結果(guo)進行對比(bi)以确定電(dian)磁流量計(jì)流量測試(shì)精🔞度.同時(shi)利用參比(bi)電阻法測(ce)量不同質(zhi)量濃度下(xia)煤泥的電(dian)導率，提出(chū)🔞了電磁流(liú)量📱計用于(yú)煤泥管道(dao)流量測試(shi)可用精度(du)所對應的(de)電導率以(yǐ)及質量濃(nong)度阈值.結(jie)果表明，濃(nong)密膏體爲(wei)煤泥💔時，推(tuī)測當質量(liàng)濃🚶‍♀️度不高(gao)于63%，電導率(lǜ)不低于0.035mS/cm時(shí)，電磁流量(liang)計流量測(cè)試精度可(ke)靠;且濃度(dù)越低電導(dǎo)率越大時(shí)，電磁流量(liàng)計測量效(xiào)果越好.
　　高(gāo)濃度黏稠(chou)固體廢棄(qì)物，是指工(gōng)業生産及(ji)市政污水(shui)處理過程(chéng)中産生的(de)含固量高(gāo)、粘度大、顆(ke)粒細的固(gu)-液🛀🏻兩相廢(fei)棄物或副(fù)産品，由于(yú)其常溫常(cháng)壓下流動(dong)性較差，在(zai)高壓管道(dao)輸送時爲(wei)“不沉降似(si)均質濃✉️密(mi)膏體”，因✌️此(ci)亦稱濃密(mì)膏體.包括(kuò)煤炭行業(yè)的煤泥♋、給(gěi)排水行業(ye)的脫水污(wū)泥、制造行(háng)業的✊工業(ye)污泥、石化(hua)行業的油(yóu)渣🏃‍♀️和油泥(ní)等，涉及二(er)十餘個行(hang)業"。就上述(shù)濃密膏體(tǐ)而言，目前(qian)較常用的(de)無害化、資(zī)源化處置(zhi)方式有焚(fen)燒、燃燒發(fā)電、土地資(zi)源化🏃🏻利㊙️用(yòng)以及填埋(mai)等!21.無論采(cǎi)用哪種無(wú)害化、資源(yuán)化處置方(fang)法💋，輸送均(jun)爲必不可(ke)少的環節(jie)，新發展的(de)輸送工藝(yì)技術爲管(guǎn)道輸送.不(bu)管在工業(ye)現場🔅還是(shì)實驗室管(guǎn)道輸送✏️時(shi)，流量均是(shì)關鍵參數(shù)，其🌈大小✂️決(jué)定了管道(dao)輸送的效(xiào)率.
　　濃密膏(gāo)體管道輸(shu)送的流量(liàng)測試是一(yi)個尚待解(jie)決的難題(tí)💯，管道輸送(sòng)實驗中一(yī)般采用稱(cheng)重法測量(liang)，但該方法(fa)測🎯試步👌驟(zhou)繁瑣.而電(dian)磁流量計(ji)的測量不(bú)因流體密(mì)度、粘度、溫(wen)度、壓力、電(diàn)導💋率和雷(lei)諾數變化(hua)，沒有阻流(liu)件，也不會(hui)在高流速(sù)情🍉況下産(chǎn)生氣蝕，近(jin)年♍來在流(liú)體流量測(ce)試中被廣(guǎng)泛應用”.随(suí)着電磁流(liu)量計的發(fā)展，現己💜可(ke)測量電導(dǎo)率阈值更(gèng)低的液體(tǐ)，而當濃密(mi)膏👨‍❤️‍👨體濃度(dù)較高時不(bu)可行，其💰原(yuan)因現有文(wén)獻🔴中尚沒(mei)有正确的(de)解🔅釋，推測(ce)這可能與(yǔ)✍️其濃度過(guò)大時電導(dǎo)率🛀🏻太低有(yǒu)關.本實驗(yan)先使用電(dian)磁流量計(jì)測量一定(ding)電導率範(fan)圍的煤泥(ni)在管道輸(shū)送時的流(liu)量，并與稱(cheng)重法測量(liàng)結果相對(duì)比，得到煤(mei)泥在管道(dào)輸送時電(diàn)導率及濃(nong)度的阈🎯值(zhi)，爲今後電(dian)磁流量計(ji)應用于其(qí)它濃密膏(gāo)體管道輸(shu)送的流量(liàng)🙇‍♀️測量提供(gong)依據，對其(qi)現場應用(yong)也具有很(hen)重要的指(zhi)導意義.
1測(cè)試原理及(ji)實驗步驟(zhou)
1.1電磁流量(liàng)計原理
　　本(ben)文選用不(bu)同質量濃(nóng)度的煤泥(ni)在裝有電(diàn)磁流量計(jì)的液壓與(yu)流變試驗(yàn)台上(實驗(yàn)原理如圖(tú)1)進行管✊道(dào)輸送實驗(yàn).電🔱磁流量(liang)計根據電(diàn)磁感應原(yuan)理測量🔴流(liú)過管道中(zhōng)導電流體(tǐ)的流量，故(gu)使用⛹🏻‍♀️電磁(cí)流量計的(de)前提是被(bèi)測流體必(bì)須導電，且(qiě)電導率不(bu)能低于阈(yù)值(即下限(xiàn)值).通用型(xíng)電磁流量(liàng)計的阈值(zhi)在(5×10-6)S/cm~10-4S/cm之間🐇，若(ruo)電導率低(di)于阈值會(hui)産生誤差(cha)甚至不能(neng)測量(5.根據(ju)電磁感應(ying)原理🍉(如圖(tu)2)，當導電流(liu)體在磁場(chǎng)強度爲♋B的(de)❄️磁場中切(qiē)割磁力線(xian)時，在線形(xíng)長度爲L的(de)a和b兩點之(zhi)間會産生(sheng)感應電動(dòng)勢，爲
 
　　兩接(jie)收電極之(zhī)間的距離(lí)L爲已知常(chang)數，B爲已知(zhī)的磁場強(qiang)度，故🐉Ɛab是單(dān)調函數，随(suí)U的變化而(ér)變化.而瞬(shun)時流量Q等(deng)于流速口(kǒu)與導管截(jie)面積S(常數(shu))的乘積，故(gù)有
 
　　式中:K爲(wèi)儀器常數(shù).因此，隻要(yào)測得Ɛab,即可(kě)求得對應(yīng)的㊙️流量Q.
 
1.2煤(mei)泥電導率(lü)測試原理(li)及方法.
　　在(zài)定制的圓(yuan)柱狀絕緣(yuán)料簡中裝(zhuāng)入煤泥,利(li)用參比電(diàn)阻法測量(liang)不同質量(liang)濃度下煤(mei)泥的電阻(zǔ)率].首先分(fen)别測出定(dìng)值電阻👅R的(de)兩👉端電壓(ya)U。和絕緣料(liào)簡兩端的(de)電壓U.由式(shi)(3)求得該長(zhǎng)度管道内(nèi)煤泥的電(dian)阻，并代人(ren)式(4)求得❄️煤(mei)泥的電阻(zǔ)率，再由k=1/ρ求(qiú)得煤泥🌈的(de)電導率，即(jí)
 
　　式中:ρ爲電(diàn)阻率;U爲裝(zhuāng)有煤泥的(de)圓柱狀絕(jué)緣料筒兩(liang)端電壓;U0爲(wèi)定值電阻(zu)兩端的電(diàn)壓;A爲橫截(jie)面積;L爲兩(liang)電極之間(jian)的距💃🏻離.
　　采(cǎi)用四相電(dian)極參比電(diàn)阻法測量(liang)煤泥電阻(zu)率，設計實(shí)驗電路如(rú)圖3所示.實(shi)驗步驟如(ru)下:①首先測(ce)量絕緣料(liao)簡内徑及(ji)長度.用遊(yóu)标卡尺多(duō)次從不同(tong)角度測❤️量(liang)絕緣🛀🏻料筒(tǒng)的内徑及(jí)長度并記(jì)錄，分别取(qǔ)平均值.②測(cè)量室内🏃‍♂️溫(wēn)度并記💛錄(lu).③取适量煤(mei)泥加入一(yī)定的水🏃🏻，充(chong)分攪拌，用(yòng)含水率儀(yí)測量含水(shuǐ)率并記錄(lù)，使含水🌈率(lǜ)爲32%左右，将(jiāng)配好的煤(mei)泥裝入🌈絕(jué)緣料筒中(zhong)，然🐆後接通(tong)實驗電路(lu).④利用萬用(yòng)表分别測(ce)量500Ω電阻兩(liang)端和絕🛀🏻緣(yuán)料簡兩端(duan)的電壓，待(dai)電壓穩定(ding)後讀數并(bing)記錄.⑤分分(fèn)别改變電(diàn)源電壓和(he)💁煤泥含水(shui)率，重複上(shang)述實驗步(bù)驟.
 
2實驗數(shu)據及分析(xī)
2.1煤泥電導(dao)率實驗數(shù)據及分析(xī)
　　根據測量(liang)得到的數(shu)據，以煤泥(ni)的質量濃(nong)度作橫坐(zuo)标，相應質(zhì)量📱濃度煤(mei)泥的電導(dao)率作縱坐(zuo)标，繪出煤(mei)泥電導率(lǜ)與其質量(liang)🧡濃度的關(guan)系圖(如圖(tú)4).再以電壓(yā)爲橫坐标(biāo)，相應電壓(yā)下煤泥的(de)電導率爲(wei)縱坐标，繪(huì)出電壓與(yǔ)電導率的(de)🙇🏻關系圖(如(rú)圖5).
 
　　圖4的電(diàn)導率變化(huà)曲線表明(ming),随着煤泥(ni)質量濃度(du)的增大，其(qi)電導率逐(zhú)漸降低，并(bìng)在質量濃(nóng)度爲66%時相(xiang)交于-一點(dian);圖5的電導(dǎo)率變化曲(qǔ)線表明,随(sui)着電壓的(de)增大,電導(dao)率有逐漸(jian)增大🏒趨勢(shì).分析圖4與(yǔ)圖5可得到(dao)以下結論(lùn):①圖4曲線整(zhěng)體⛱️呈下降(jiang)趨勢，說明(míng)電導率随(sui)着☁️煤泥質(zhi)量濃度的(de)增大而減(jian)小。當質量(liang)濃度低于(yu)63%時,不同電(diàn)壓下電導(dǎo)率随質量(liàng)濃度變化(huà)基本成平(píng)行關系，說(shuo)明電導率(lü)與質量濃(nong)度和電壓(yā)成一定的(de)線性關系(xi);當質量濃(nong)度⁉️爲63%~66%時，電(dian)導率與質(zhi)量濃度成(chéng)一定線性(xìng)關系，而與(yu)電壓🔅不成(chéng)線性關系(xì)，仍有一-定(ding)的下降梯(ti)度;當質量(liang)濃度大于(yú)66%時，電導率(lü)随其增加(jia)顯著下降(jiàng)，但是曲線(xiàn)較爲複雜(za)，不易判斷(duan)其相互關(guan)系，将用稱(cheng)重法進行(hang)相應的驗(yan)證.②圖5曲線(xian)整體呈上(shàng)升趨勢，說(shuō)明電導率(lü)随電壓的(de)增大而增(zēng)大💘.相比電(diàn)導率随質(zhì)量濃度的(de)變化，其增(zeng)大幅度較(jiào)小。當質量(liang)濃度由61.38%上(shang)升到63.20%即增(zeng)大了1.82%時，電(diàn)導率增大(dà)了0.03mS/cm,而當質(zhi)量濃度由(you)63.20%增大🌈到66.25%即(ji)增大了3.05%時(shi)，電導率卻(què)增加了不(bu)到0.01mS/cm.說明質(zhi)量濃度低(dī)于63.20%時，電💋導(dao)率變化較(jiào)明顯🔞;當質(zhì)量濃度爲(wèi)66.25%時，電導率(lü)爲恒定值(zhi)0.033mS/cm.
2.2電磁流量(liàng)計實驗數(shù)據及分析(xī)
　　首先分析(xī)電磁流量(liang)計流速數(shu)據的重複(fu)性.圖6是當(dang)管内流速(sù)爲0.1m/s(即濃密(mì)膏體輸送(sòng)流速下限(xiàn))時，電磁流(liu)量計測量(liàng)由大到小(xiao)的3種質量(liang)濃度分别(bié)爲73%，69%，63%的煤泥(ni)的實時🙇🏻數(shu)據曲線.由(you)圖可見濃(nóng)度較高時(shí)電磁流量(liang)計難以測(ce)出穩定的(de)流速數值(zhi),而當濃度(dù)♊較低且煤(méi)泥流動性(xing)非🐅常好時(shi)測量✍️數值(zhí)較爲穩🐕定(ding).圖7是質量(liang)👅濃度爲63%時(shi)電磁流量(liàng)計的3次測(ce)試曲線，可(kě)見其重複(fú)性良好，故(gù)測量結果(guo)可信.相比(bǐ)較煤泥電(dian)導率的測(ce)試💘結果，可(ke)以看出當(dang)質量濃度(dù)低于63%時，電(dian)✂️導率較大(da)，且不同質(zhi)量濃度下(xià)電❓導率變(biàn)化穩定，故(gù)推測當質(zhì)量濃度低(dī)于63%，電導率(lǜ)高于0.035mS/cm時，電(dian)磁流量計(jì)應用于煤(méi)泥管道輸(shū)送時數據(jù)正确🐇率較(jiao)高.
 
　　其次提(ti)取電磁流(liu)量計的流(liú)速數據換(huàn)算并積分(fen)後與稱重(zhong)質量進行(háng)對比，分析(xi)其數據誤(wù)差，結果如(rú)表🌈1.可以通(tōng)過電磁🏃🏻流(liú)量計積分(fen)後的總流(liú)量與稱重(zhòng)數據的吻(wěn)合程度來(lai)分析，若二(er)者吻合較(jiào)🚶好則說明(míng)電磁流量(liang)計在線測(cè)量數據顯(xian)示雖然可(kě)能受到氣(qi)泡的影響(xiǎng)，但是總流(liu)量可以正(zhèng)确測量;若(ruò)二者相差(cha)較㊙️大，則說(shuo)明電🐪磁⛹🏻‍♀️流(liú)量計不适(shi)合對較高(gao)質量濃度(dù)煤泥進行(hang)測量.從表(biao)🌈1可以看出(chū)電磁流量(liàng)計在質量(liang)濃度爲69%，73%時(shi)誤差較大(dà)，故測量不(bu)正确;在質(zhì)量濃度爲(wei)63%時🈚測量誤(wu)差較小，說(shuo)明其測量(liàng)較✂️正确.該(gai)對比實驗(yàn)與⭐之前的(de)重複性分(fèn)析相符，說(shuo)明用質量(liang)濃👅度及電(diàn)導✔️率來評(píng)價電磁流(liú)量計測量(liàng)數據的正(zheng)确率有一(yī)定📧的可🧡行(háng)性.
 
3結論
　　本(běn)文通過對(duì)煤泥的電(dian)導率及電(dian)磁流量計(ji)管道輸🌐送(song)流量的測(cè)量，得出以(yi)下結論:
1)煤(méi)泥的電導(dǎo)率數值随(sui)其質量濃(nong)度的降低(di)而增大，并(bìng)且在一定(dìng)範圍内随(sui)質量濃度(dù)的變化效(xiào)果更明😘.顯(xian).且電磁😄流(liú)量計不适(shi)合較高質(zhi)量濃度煤(mei)泥管道流(liu)量的測量(liang)，但✊在較低(di)濃度測量(liàng)時重💰複性(xìng)良好，測量(liang)結果正确(què)可信，且✉️濃(nong)度越低，測(ce)量效果越(yuè)好.
2)電磁流(liú)量計在濃(nong)密膏體管(guan)道流量測(ce)量中能否(fou)應用與其(qí)電導率及(ji)濃度有關(guān)系。電導率(lǜ)越大，電磁(cí)流😘量計測(ce)量效果越(yue)好.應用于(yu)煤泥時,得(de)出當質量(liang)濃👄度上限(xian)值爲63%，電❌導(dǎo)率下🌐限值(zhí)爲0.035mS/cm時，電磁(cí)流量計可(ke)用于測其(qí)流量.
3)通過(guò)對煤泥的(de)研究，可以(yǐ)推測當電(dian)磁流量計(jì)應用于赤(chi)泥☔、電🔴石泥(ni)、污泥等其(qí)它濃密膏(gao)體的管道(dào)輸送時，也(yě)應有相應(yīng)🈲的濃度及(ji)電導率阈(yu)值，其數值(zhí)可通過試(shì)驗獲得.

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