摘要:爲了(le)研究電磁流量(liang)計 在濃密膏體(tǐ)管道輸送應用(yòng)時對其流量測(cè)試精度的影響(xiang)因素，本文在循(xún)環管道試驗台(tai).上對其進行👉測(ce)試實驗🌈，測量了(le)不同濃度濃密(mì)膏體的管道輸(shū)送流量，并🏃🏻‍♂️與稱(chēng)重法測試結果(guǒ)進行對比以确(que)定電磁流量計(ji)流💃量測試精度(du).同時利📱用參比(bǐ)電阻法測量不(bu)同質量濃度下(xia)煤泥的電導率(lǜ)，提出了電磁流(liu)量計用于煤泥(ni)管道流量測試(shi)可🌍用精度所對(dui)應的電導率以(yǐ)及質量濃度阈(yù)值.結果表明，濃(nóng)密膏體爲煤泥(ni)時，推測當質量(liang)濃度不高于63%，電(diàn)導率不低于0.035mS/cm時(shí)，電磁流量計流(liú)量測試精度可(kě)靠;且濃度越低(dī)電導率越大時(shi)，電磁流量計測(ce)量效果越好.
　　高(gao)濃度黏稠固體(tǐ)廢棄物，是指工(gōng)業生産及市政(zheng)污水處理過程(chéng)😍中産生的含固(gu)量高、粘度大、顆(kē)粒細的固-液兩(liang)相廢棄物或副(fu)産品，由于其常(cháng)溫常壓下流動(dòng)性較差，在高壓(yā)管道輸送時爲(wèi)“不沉降似均質(zhi)濃密膏體”，因此(ci)亦稱濃密膏體(ti).包括煤炭行業(yè)的煤泥、給排水(shuǐ)行業的脫水污(wu)泥、制造行業的(de)工業污泥、石化(huà)行業的油渣🔆和(he)油泥等，涉及二(er)十餘個行業"。就(jiù)上述濃密膏體(ti)而言，目前較常(chang)用的無害化、資(zī)源化處置方式(shì)有焚燒、燃燒發(fa)電、土地資源化(huà)利用以及填埋(mai)等!21.無論采用哪(nǎ)種無害化、資源(yuan)化處置方法，輸(shu)送🈲均爲必不可(ke)少的環節，新發(fā)展的輸送工藝(yi)技術爲管道輸(shū)送.不管在工業(yè)現場還是實驗(yan)室管道輸送💰時(shi)，流量均是關鍵(jiàn)參數，其大小決(jué)🐪定了管道輸送(sòng)的效率.
　　濃密膏(gāo)體管道輸送的(de)流量測試是一(yī)個尚待解決⁉️的(de)難題，管道輸送(song)實驗中一般采(cai)用稱重法測量(liàng)，但該方法測🔴試(shì)步驟繁瑣.而電(dian)磁流量計的測(ce)量不因📧流體密(mì)度、粘度、溫度、壓(yā)力、電導率和雷(léi)諾數變化，沒有(you)阻流件，也不會(hui)在高流速情況(kuang)下産生氣蝕，近(jìn)年來在流體流(liú)量測試中被廣(guang)泛應用”.随着電(diàn)磁流量☔計的發(fā)展，現己可測量(liang)電導率阈值更(geng)低的液體，而當(dāng)濃密膏體濃度(du)㊙️較高時不可行(hang)，其㊙️原因現有文(wén)獻🌈中尚沒有正(zheng)确的解釋，推測(cè)這可能與其濃(nóng)度過大時電導(dǎo)率太低有關.本(ben)實驗先使用電(dian)磁流量計測量(liàng)一定電導率範(fan)圍的煤泥在管(guan)道輸送時的流(liu)量，并與稱重法(fǎ)測量結果相對(duì)🔆比，得到煤泥在(zai)管道輸送時電(dian)導率及濃度的(de)阈值，爲今後電(diàn)磁流量計應㊙️用(yòng)于其它😄濃密膏(gāo)體管道輸送的(de)😘流量測量提供(gong)依據，對其現場(chǎng)應🐉用也具有很(hěn)重要的指導意(yì)義.
1測試原理及(jí)實驗步驟
1.1電磁(ci)流量計原理
　　本(ben)文選用不同質(zhì)量濃度的煤泥(ní)在裝有電磁流(liu)量🌈計🥵的液💁壓與(yu)流變試驗台上(shàng)(實驗原理如圖(tú)1)進行管道輸送(song)實驗.電🈲磁流量(liàng)計根據電磁感(gan)應原理測量㊙️流(liu)過管💞道中導電(diàn)流體的流量，故(gù)使用電磁流量(liang)計的前提是♈被(bei)測流體必須導(dao)電🛀🏻，且電導率不(bu)能低于阈值(即(jí)下限🔴值).通用型(xíng)電磁流量計的(de)阈值在(5×10-6)S/cm~10-4S/cm之間，若(ruò)電導率低于阈(yù)值會産生誤差(chà)甚至不能測量(liàng)(5.根據電磁感應(ying)原理(如圖2)，當導(dǎo)電流體在磁場(chang)強度爲B的🤞磁場(chang)中切割磁力線(xiàn)時，在線形長度(dù)爲✨L的a和b兩點之(zhi)間會産生感應(ying)電動👨‍❤️‍👨勢，爲
 
　　兩接(jie)收電極之間的(de)距離L爲已知常(cháng)數，B爲已知的磁(ci)場♻️強✉️度，故Ɛab是單(dan)調函數，随U的變(bian)化而變化.而瞬(shùn)時流量Q等于流(liu)速口👉與導管截(jié)面積S(常數)的乘(cheng)積，故有
 
　　式中:K爲(wèi)儀器常數.因此(ci)，隻要測得Ɛab,即可(ke)求得對應的流(liú)量Q.
 
1.2煤泥電導率(lü)測試原理及方(fang)法.
　　在定制的圓(yuán)柱狀絕緣料簡(jian)中裝入煤泥,利(li)用參比電阻法(fa)測量不同質量(liang)濃度下煤泥的(de)電阻率].首先🤞分(fèn)别測出定值🏃🏻‍♂️電(dian)阻R的兩端電壓(ya)U。和絕緣料簡兩(liang)端🤩的電壓U.由式(shì)(3)求得該長度管(guan)道内煤泥的電(diàn)阻，并代人式(4)求(qiú)得煤泥的電阻(zǔ)率，再由k=1/ρ求得煤(mei)泥的電導率，即(ji)
 
　　式中:ρ爲電阻率(lü);U爲裝有煤泥的(de)圓柱狀絕緣料(liào)筒兩端電壓;U0爲(wei)定值電阻兩端(duan)的電壓;A爲橫截(jié)面積;L爲兩電極(ji)之間的距離.
　　采(cǎi)用四相電極參(can)比電阻法測量(liàng)煤泥電阻率，設(she)計實♉驗電路🌍如(ru)圖3所示.實驗步(bu)驟如下:①首先測(ce)量絕緣料簡内(nei)徑及長度.用遊(you)标卡尺多次從(cong)不同角度測量(liang)絕緣料筒的内(nèi)徑及🌂長度并記(jì)錄，分别取平均(jun1)值.②測量室内溫(wen)度并記🚶錄.③取适(shì)量煤泥加入✏️一(yi)定的水⁉️，充分攪(jiǎo)拌，用⁉️含水率儀(yí)測量含水率并(bìng)記錄，使含水率(lü)爲32%左右，将✊配好(hǎo)的煤泥裝入絕(jué)緣料筒中，然後(hòu)接通實驗電路(lu).④利用萬用表分(fen)别測量500Ω電阻兩(liǎng)端和絕🏃🏻緣✔️料簡(jiǎn)兩端的電壓，待(dài)電壓穩定後讀(dú)數并記錄.⑤分分(fèn)别改變🏒電源電(dian)壓和煤泥含💚水(shuǐ)率，重複上述實(shí)驗⛱️步驟.
 
2實驗數(shù)據及分析
2.1煤泥(ni)電導率實驗數(shù)據及分析
　　根據(ju)測量得到的數(shù)據，以煤泥的質(zhi)量濃度作橫坐(zuò)标，相應質量濃(nong)度煤泥的電導(dǎo)率作縱坐标，繪(hui)出煤泥電導率(lǜ)與其質量濃度(du)的關系圖(如圖(tu)4).再以電壓🈲爲橫(heng)坐标，相應電壓(ya)下煤泥的電導(dao)率爲縱坐标，繪(huì)出電壓與電導(dǎo)率的關系圖(如(rú)圖5).
 
　　圖4的電導率(lǜ)變化曲線表明(ming),随着煤泥質量(liang)濃度的增大，其(qí)電✌️導率逐漸降(jiàng)低，并在質量濃(nong)度爲66%時相交于(yu)-一點;圖5的電導(dǎo)率變化曲線表(biao)明,随着電壓的(de)增大,電導率有(yǒu)逐漸增大趨勢(shi).分析圖4與圖5可(ke)得到以下結論(lùn):①圖4曲線整體呈(cheng)下降趨勢，說明(ming)電導率随着🛀煤(méi)泥質量濃度的(de)增大而減小。當(dāng)質量濃度低于(yú)63%時🐅,不同電壓下(xia)🤞電導率随質量(liang)濃度變化基本(běn)成平行關系，說(shuo)明電導率與質(zhì)量濃度和電⁉️壓(yā)成一定的線性(xìng)📞關系;當質量濃(nong)度爲63%~66%時，電導率(lü)與質🈲量濃度成(chéng)一定線性關系(xì)，而與電壓不成(chéng)線性關系，仍有(you)一-定的下降梯(ti)度;當質量濃度(du)大于66%時，電導率(lü)随其增加顯🚶著(zhe)下降，但是曲線(xian)較爲複㊙️雜，不易(yì)判斷其相互關(guan)系，将用稱重法(fǎ)進行相應的驗(yàn)證.②圖5曲線整體(ti)呈上升趨勢，說(shuō)明電導率随電(diàn)壓的增大❄️而增(zēng)大💋.相比電導率(lü)随質量濃度的(de)變化，其增大幅(fú)度較小。當質量(liàng)濃度由61.38%上升到(dào)63.20%即增大了1.82%時，電(dian)導率增大🐕了0.03mS/cm,而(er)當質量濃度由(you)63.20%增大到66.25%即增大(dà)了3.05%時，電導率卻(que)增加了不到0.01mS/cm.說(shuo)明質量濃度低(di)于63.20%時，電導率變(bian)化較明顯;當質(zhi)量濃度爲66.25%時，電(dian)導率爲恒定值(zhi)0.033mS/cm.
2.2電磁流量計實(shí)驗數據及分析(xi)
　　首先分析電磁(cí)流量計流速數(shu)據的重複性.圖(tu)6是當管内🔴流速(sù)爲0.1m/s(即濃密膏體(ti)輸送流速下限(xian))時，電磁流量計(jì)測量由大到小(xiao)⭐的3種質量濃度(du)分别爲73%，69%，63%的煤泥(ni)的實時數據曲(qǔ)線.由圖可見濃(nóng)度較高時電磁(cí)流量👨‍❤️‍👨計難以測(ce)🈲出穩定的流速(su)數值😘,而當濃度(dù)較低且煤🈲泥流(liu)動性非常好時(shí)測量數值較爲(wei)穩定.圖7是質量(liàng)👉濃度爲63%時電磁(ci)流量計的3次測(cè)🎯試曲線，可見其(qi)重複性良好，故(gù)👅測量結果可信(xìn).相比較煤泥電(dian)導率的測試結(jie)果，可以看出當(dang)質量濃度低于(yu)63%時，電導率較大(dà)，且不同質🏃量濃(nóng)度下電導率變(biàn)化穩定，故推測(cè)當質♍量濃度低(di)于63%，電導率高于(yu)0.035mS/cm時，電磁流量計(jì)應用于煤泥管(guan)道輸送時數據(ju)正确率較高.
 
　　其(qi)次提取電磁流(liú)量計的流速數(shù)據換算并積分(fèn)後與稱重㊙️質量(liàng)進行對比，分析(xī)其數據誤差，結(jie)果如表1.可以🌍通(tōng)過⁉️電磁🏃‍♀️流量計(ji)積分後的總流(liu)量與稱重數據(jù)的吻合程度來(lai)分析，若二者🥰吻(wen)合較🔆好則說明(ming)電磁流量計在(zai)線測量數據顯(xiǎn)示雖然可能受(shou)到氣泡☎️的影響(xiǎng)，但是🌈總流量可(kě)以正确測量;若(ruo)二者相差較大(da)，則說明電磁流(liu)量計不适合對(duì)較高質量濃度(du)煤泥進行測👈量(liang).從表1可以看出(chū)電磁流量計在(zài)質量濃度💚爲69%，73%時(shí)誤差較大，故❤️測(cè)量不正确;在質(zhi)量濃度爲63%時測(ce)量誤差較小，說(shuo)明其測量較🔞正(zhèng)确.該對比實🏃🏻‍♂️驗(yan)與之前的重複(fu)性分析相符🌈，說(shuō)明用質量濃度(du)及電導率來評(ping)價電磁流量計(jì)測量數據的正(zhèng)确率有一定♌的(de)可🈚行性.
 
3結論
　　本(ben)文通過對煤泥(ní)的電導率及電(dian)磁流量計管道(dào)輸送流量的測(ce)量，得出以下結(jié)論:
1)煤泥的電導(dao)率數值随其質(zhì)量濃度的降低(di)而增大，并且在(zai)🧡一🚶定範圍内随(sui)質量濃度的變(bian)化效果更明.顯(xiǎn).且電磁流量計(ji)不适合較高質(zhì)量濃度煤泥管(guan)道流量的測量(liang)，但在較低濃度(dù)測量時重複性(xing)良好，測量結果(guo)正确可信，且濃(nong)度越低，測量效(xiao)果越好.
2)電磁流(liu)量計在濃密膏(gao)體管道流量測(cè)量中能否應用(yong)🥵與🌐其電導率及(jí)濃度有關系。電(dian)導率越大，電磁(cí)流量計🐇測量效(xiao)果越好.應用于(yú)煤泥時,得出當(dāng)質量濃度上限(xiàn)🌈值爲63%，電🙇‍♀️導率下(xia)限值爲0.035mS/cm時，電磁(ci)流量計可用于(yu)測其流量.
3)通過(guò)對煤泥的研究(jiū)，可以推測當電(dian)磁流量計應用(yong)于赤泥、電石泥(ní)、污泥等其它濃(nóng)密膏體的管道(dao)輸送時，也🥵應有(you)相應的濃🤟度及(jí)電導率阈值，其(qí)數值可通過試(shì)驗獲得.

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