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(yin)🏃素，本文在循(xún)環管道試驗(yan)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(dui)比以确定電(dian)磁流量計流(liú)💃量測試精度(dù).同時利用參(cān)比電阻法測(cè)量不同質量(liang)濃度下煤泥(ní)的電導率，提(tí)出了電磁流(liu)量😍計用于煤(mei)泥管🐪道流量(liang)測試可用精(jing)度所對應的(de)電導率以及(jí)質量濃⭐度阈(yù)值.結果表明(míng)，濃密膏體爲(wèi)煤泥時，推測(ce)當質量濃🔴度(dù)不高于63%，電導(dao)率不低于0.035mS/cm時(shí)，電磁流量計(jì)流量測試精(jīng)度可靠;且濃(nong)度越低電導(dao)率越大時，電(dian)磁流量計測(ce)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(wu)水處✔️理過程(chéng)中産生的含(han)固量高、粘度(du)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(liu)動性較差，在(zai)高🙇‍♀️壓管道輸(shū)送時爲“不沉(chén)♌降似均質濃(nong)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(ye)的脫水污泥(ni)🙇🏻、制造行業的(de)工業污泥、石(shí)❤️化行業的油(yóu)渣和油泥等(děng)，涉及二十餘(yú)個行業"。就上(shàng)述濃密膏體(ti)而言，目前較(jiào)常用的無害(hai)化、資源化處(chu)👈置方式有焚(fen)燒、燃燒發電(diàn)、土地資源化(huà)利🌐用以及填(tián)埋等!21.無論🐪采(cǎi)用哪種無害(hài)化、資源化處(chù)置方法，輸送(song)🛀🏻均爲必不可(kě)少的環節，新(xin)☀️發展的輸送(song)工藝技術爲(wei)管道輸送.不(bu)管在工業現(xiàn)場還是實驗(yan)室管道輸送(sòng)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(shì)是一個尚待(dài)解決的難題(tí)，管道✊輸送實(shi)驗中一般采(cǎi)用稱重法測(cè)量，但🌈該方法(fa)測試步驟繁(fan)瑣.而電磁流(liu)量計的測量(liang)不因🍉流體密(mì)度、粘度、溫度(du)、壓力、電導🔞率(lü)和雷諾數變(biàn)化，沒有阻流(liu)件，也不會在(zài)高流速情況(kuang)下産生氣蝕(shí)，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(cè)量電導率阈(yu)值更低的液(ye)體，而當濃密(mì)膏體濃度較(jiao)高時不可行(háng)，其原因現有(you)文獻🈲中尚沒(méi)有正确的解(jiě)🌈釋，推測這可(ke)能與🧡其濃度(dù)過大時電導(dao)率🏃‍♀️太低有關(guan).本實驗先使(shi)用電磁流量(liang)計測量一定(dìng)電導率範圍(wei)的煤泥在管(guǎn)道輸送時的(de)流量，并與稱(chēng)重法測量結(jie)果相對比，得(dé)到煤泥在管(guan)道輸送時電(dian)導率及濃度(du)的阈值，爲今(jin)後電磁流量(liàng)計應用于其(qí)它濃密膏體(ti)管道輸送的(de)流量測量提(tí)供依據，對其(qí)現場應用也(yě)具有很重要(yào)的指導意義(yì).
1測試原理及(jí)實驗步驟
1.1電(dian)磁流量計原(yuán)理
　　本文選用(yong)不同質量濃(nong)度的煤泥在(zai)裝有電磁流(liu)量❗計的🏃液壓(yā)與流變試驗(yàn)台上(實驗原(yuan)理如圖1)進行(hang)管道輸送實(shí)驗.電📐磁流量(liàng)計根據電磁(ci)感應原理測(ce)量流過管🔴道(dao)中導電流體(ti)的流量，故使(shǐ)用💚電磁流量(liang)計的前提是(shì)被測流體😘必(bì)須導電🥵，且電(dian)導率不能低(dī)于阈值(即下(xià)限值).通用型(xíng)電🍉磁流量計(ji)的阈值在(5×10-6)S/cm~10-4S/cm之(zhī)間，若電導率(lǜ)低于阈值會(hui)産生誤差甚(shèn)至不能測量(liàng)(5.根據電磁感(gan)☎️應原理🐕(如圖(tú)2)，當導電流體(ti)在磁場強度(dù)爲B的磁場中(zhong)切割磁力線(xiàn)時，在線形長(zhǎng)度爲🎯L的a和b兩(liǎng)點之間會産(chǎn)🙇🏻生感應電動(dong)😍勢，爲
 
　　兩接收(shou)電極之間的(de)距離L爲已知(zhi)常數，B爲已知(zhi)的磁👈場🛀強度(du)，故Ɛab是單調函(hán)數，随U的變化(huà)而變化.而瞬(shun)時流量Q等于(yu)流😍速口🌈與導(dao)管截面積S(常(cháng)數)的乘積，故(gu)有
 
　　式中:K爲儀(yí)器常數.因此(ci)，隻要測得Ɛab,即(jí)可求得對應(yīng)的流量Q.
 
1.2煤泥(ní)電導率測試(shi)原理及方法(fǎ).
　　在定制的圓(yuan)柱狀絕緣料(liao)簡中裝入煤(mei)泥,利用參比(bi)電阻📧法🈲測量(liàng)不同質量濃(nong)度下煤泥的(de)電阻率].首先(xiān)分别測出定(dìng)值🚩電阻🥵R的兩(liǎng)⭐端電壓U。和絕(jue)緣料簡兩端(duān)的電壓U.由式(shi)(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(lü)，再由k=1/ρ求得煤(mei)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(zhu)狀絕緣料筒(tong)兩端電壓;U0爲(wei)定🈲值電阻兩(liǎng)端的電壓;A爲(wèi)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(ce)量煤泥電阻(zu)率，設計🈚實💋驗(yàn)電路如㊙️圖3所(suo)示.實驗步驟(zhòu)如下:①首先測(cè)量絕緣料簡(jiǎn)⛱️内徑及長度(dù).用遊标卡尺(chǐ)多次從不同(tong)角度測量絕(jué)緣料筒的♻️内(nèi)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(liang)煤泥加入📐一(yi)定的水🚩，充分(fèn)攪拌，用含水(shuǐ)率儀測量含(han)水率并記錄(lù)，使含水率爲(wèi)32%左右，将配好(hao)的煤泥裝入(rù)絕緣料筒中(zhōng)，然❗後接通實(shí)驗電路.④利用(yong)萬用表分别(bie)測量500Ω電阻兩(liǎng)端和絕🙇‍♀️緣料(liào)簡兩端的電(dian)壓，待電壓穩(wěn)定後讀數并(bing)記錄.⑤分分别(bié)改變電源電(diàn)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(dian)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(biao)，相應質量濃(nóng)度煤泥的電(diàn)導率作縱坐(zuò)标，繪出煤泥(ní)電‼️導率與其(qi)質量濃度的(de)關系圖(如圖(tu)4).再以電壓爲(wei)橫坐标，相應(yīng)電壓下煤泥(ni)的電導率爲(wèi)縱坐标，繪♈出(chū)電壓與電導(dǎo)率的關系圖(tu)(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(lǜ)變化😄曲線表(biao)明,随着電壓(ya)的增大,電導(dao)率有逐漸增(zēng)大趨勢.分析(xi)圖4與💁圖5可得(de)到以下結論(lun):①圖4曲線整體(tǐ)🏃‍♀️呈下降趨勢(shì)，說明電導率(lǜ)随着💰煤泥質(zhi)量濃度的增(zēng)大而減小。當(dāng)質量濃度低(di)于63%時,不同電(dian)壓下💰電👉導率(lǜ)随質量濃度(du)變化基本成(chéng)平行關系，說(shuō)明電導率與(yǔ)質量濃度和(he)電壓成一定(ding)的線🏃‍♂️性🌈關系(xi);當質量濃度(du)爲63%~66%時，電導率(lü)與質🌍量🌂濃度(du)成一定線性(xing)關☔系，而與電(diàn)壓不成線性(xing)關系，仍有一(yī)-定的下降梯(ti)度;當質量濃(nong)度大于66%時，電(dian)導率随其增(zēng)加顯著下降(jiang)，但是曲線較(jiao)爲複雜，不易(yi)判斷其相互(hù)關系，将用稱(cheng)重法進行相(xiàng)應的驗證.②圖(tu)5曲線整體呈(chéng)上升趨勢，說(shuo)明電導率随(suí)電壓的增大(dà)而增大.相比(bǐ)電導率随質(zhì)量濃度的變(bian)化，其增大幅(fu)度較小。當質(zhi)量濃度由61.38%上(shang)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(zēng)大了3.05%時，電導(dao)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(bian)化較明顯🈲;當(dāng)質量濃度爲(wei)66.25%時，電導率爲(wèi)恒定值0.033mS/cm.
2.2電磁(cí)流量計實驗(yàn)數據及分析(xi)
　　首先分析電(dian)磁流量計流(liu)速數據的重(zhòng)複性.圖6是當(dang)管内❤️流速爲(wèi)0.1m/s(即濃密膏體(ti)輸送流速下(xia)限)時，電磁流(liú)量計☂️測量由(yóu)大⚽到小的3種(zhong)質量濃度分(fèn)别爲73%，69%，63%的煤泥(ni)的實時數據(ju)曲線.由圖可(ke)見濃度較高(gao)時電磁流量(liàng)計難以測出(chu)穩定的流速(sù)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(wen)定.圖7是質量(liang)🐇濃度爲63%時電(diàn)磁流量計的(de)3次測試曲線(xiàn)，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(shi)，電㊙️導率較大(dà)🧡，且不同質量(liang)濃度下電導(dǎo)率變化穩定(dìng)，故推測❌當質(zhi)量濃度低于(yú)63%，電導✊率高于(yú)0.035mS/cm時，電磁流量(liang)計🐇應用于煤(mei)泥管道輸送(song)時數據正确(que)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(qí)數據誤差，結(jié)果如表1.可以(yi)🧡通過電磁流(liú)量💋計積🚶分後(hòu)的總流量與(yǔ)稱重數據的(de)吻合程度來(lai)分析🍓，若二者(zhě)吻合較好則(ze)說明電磁流(liú)量計在線測(ce)量數據顯示(shi)雖然可能🎯受(shòu)到氣泡🛀的影(yǐng)響，但是總流(liú)量可以正确(què)測量;若二者(zhe)相差較大，則(zé)說明電磁㊙️流(liú)量計不适合(hé)對較高質量(liang)濃❤️度煤㊙️泥進(jìn)行測量.從表(biǎo)😄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(dà)，故測量不正(zhèng)确;在質量濃(nóng)度爲63%時測量(liang)誤差較小，說(shuō)明其測量較(jiào)正确.該對比(bi)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(lái)評價電🔱磁流(liú)量計測😘量數(shù)據的正确率(lǜ)有一定的可(kě)行性.
 
3結論
　　本(běn)文通過對煤(mei)泥的電導率(lǜ)及電磁流量(liang)計管道輸♻️送(song)🏃🏻‍♂️流量的測量(liang)，得出以下結(jié)論:
1)煤泥的電(diàn)導率數值随(suí)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(gèng)明.顯.且🌈電磁(ci)流量計不适(shi)合較高質量(liang)濃度煤泥管(guǎn)道流量的測(cè)量，但在較低(di)濃度測💯量時(shí)重複性良好(hǎo)，測量結果正(zheng)确可信，且濃(nong)度越低，測量(liang)效果❌越好.
2)電(dian)磁流量計在(zài)濃密膏體管(guǎn)道流量測量(liang)中能否應用(yòng)與其電導率(lü)及濃度有關(guan)系。電導率越(yue)大，電磁流量(liàng)計測量效果(guo)越好.應用于(yu)煤泥時,得出(chū)當質量濃度(dù)上限值爲63%，電(diàn)📐導率下限值(zhi)爲🚶0.035mS/cm時，電磁流(liú)量計可用于(yu)測其流量.
3)通(tong)過對煤泥的(de)研究，可以推(tui)測當電磁流(liu)量計應用于(yú)🔞赤泥、電石泥(ní)、污泥等其它(ta)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(guò)試驗📞獲得.

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