摘要:爲了(le)研究電磁流量計(ji) 在濃密膏體管道(dào)輸送應用時對其(qí)流量測試精度的(de)影響因素，本文在(zai)循環管道試驗台(tái).上對其進行測試(shi)🐆實驗🔅，測量🔆了不同(tong)濃度濃密膏體的(de)管道輸送流量，并(bìng)與稱重法測試結(jie)果進行對比以确(què)定電磁流量計流(liu)量測試精度.同時(shi)利🌈用參比電阻法(fǎ)測量不同質量濃(nóng)度下煤泥的電導(dǎo)率，提出了電磁流(liú)量計用于煤泥管(guǎn)道流量測試可用(yong)精度所對應的電(dian)導率以及質量濃(nóng)度阈值.結果表明(míng)，濃密膏體爲煤泥(ni)時，推測當質量濃(nong)度不高于63%，電導率(lü)不㊙️低于0.035mS/cm時，電磁流(liú)量計流量測試精(jing)度可靠;且濃度越(yuè)低電❓導率越大時(shi)，電磁流量計測量(liang)效果越好.
　　高濃度(dù)黏稠固體廢棄物(wu)，是指工業生産及(jí)市政污水處理過(guò)💰程中産生的含固(gu)量高、粘度大、顆粒(li)細的固-液✏️兩相🔴廢(fei)棄物或🔴副産品，由(you)于其常溫常壓下(xià)流動性較差，在高(gao)㊙️壓管道輸送時🐉爲(wei)“不沉降似均質濃(nóng)密膏體”，因此亦稱(cheng)濃密膏體.包括煤(méi)炭行業的煤泥、給(gei)排水行業的脫水(shui)污泥、制造行業的(de)工業污泥、石化行(hang)業的油渣和油泥(ní)等，涉及❌二十餘個(gè)行業"。就上述濃密(mì)膏體而言，目前較(jiao)常用的無害化、資(zi)源化處置方式有(you)焚燒、燃燒發電、土(tu)地資源化利用以(yi)及填埋等!21.無論采(cai)用哪種無害化、資(zi)源化處置方法，輸(shū)送均爲必不可少(shǎo)的環節，新發展的(de)輸送工藝技術爲(wèi)📱管道輸送.不管在(zai)工業現🎯場還是實(shí)驗室管道輸送時(shi)，流量均是關鍵參(cān)數，其大小決定了(le)管道輸送的👉效率(lǜ).
　　濃密膏體管道輸(shū)送的流量測試是(shi)一個尚待解決的(de)難題，管道🌏輸送實(shí)驗中一般采用稱(chēng)重法測量，但該方(fāng)法測💋試步驟繁👨‍❤️‍👨瑣(suǒ).而♌電磁流量計的(de)測量不因流體密(mi)度、粘度、溫度、壓力(li)、電導率和雷😍諾數(shù)變化，沒有阻流件(jian)，也不會在♋高流速(su)情況下産生氣蝕(shí)，近年來在流體流(liú)量測試中被廣泛(fan)應用”.随着電磁流(liú)量計的發展，現己(jǐ)可測量電導率阈(yù)值更低的液體，而(er)當濃密膏體濃度(dù)較高時不可行，其(qi)原因現有文獻中(zhōng)✌️尚沒有正确的解(jiě)釋，推測這可能與(yǔ)其濃度過大時電(diàn)導率太低有關.本(běn)實驗先使用電磁(ci)流量計測♉量一定(dìng)電導率範圍的煤(méi)泥在管道輸送時(shi)的流量🐇，并與稱重(zhong)法測量結果相👨‍❤️‍👨對(duì)🛀比，得到煤泥在管(guan)道輸送時電導率(lǜ)及濃度的阈值，爲(wèi)今🌐後電磁流量計(jì)應用于其它濃密(mì)膏體管道輸送的(de)🌂流量測✏️量提供依(yi)💁據，對其現場應用(yòng)也具有很重要的(de)指導意義.
1測試原(yuán)理及實驗步驟
1.1電(diàn)磁流量計原理
　　本(ben)文選用不同質量(liàng)濃度的煤泥在裝(zhuang)有電磁流量計的(de)☎️液壓與流變試驗(yan)台上(實驗原理如(rú)圖1)進行管道輸送(song)實驗.電磁流量計(ji)根據電磁感應原(yuan)理測量流過管🔴道(dao)中導電流體的流(liú)量，故使用電磁流(liu)量計的前提是被(bei)測流體⛱️必須導電(diàn)，且電導率不能低(di)于阈值(即下限值(zhí)).通用型電磁流量(liàng)計的阈值在(5×10-6)S/cm~10-4S/cm之間(jiān)🌈，若電導率低📐于阈(yu)值會産生誤差甚(shen)至不能測量(5.根據(jù)電磁感應原理🙇🏻(如(ru)圖2)，當導電流體在(zài)磁場強度爲B的磁(ci)場中切割磁力🈲線(xian)時，在線形長度⭐爲(wei)L的a和b兩點⁉️之間會(huì)産生感應電動勢(shì)，爲
 
　　兩接收電極之(zhī)間的距離L爲已知(zhī)常數，B爲已知的磁(cí)場強度✊，故Ɛab是單調(diào)函數，随U的變化而(er)變化.而瞬時流㊙️量(liàng)Q等于流速口🔞與導(dǎo)管截🔴面積S(常數)的(de)乘積，故有
 
　　式中:K爲(wèi)儀器常數.因此，隻(zhī)要測得Ɛab,即可求得(dé)對應的流量👉Q.
 
1.2煤泥(ni)電導率測試原理(lǐ)及方法.
　　在定制的(de)圓柱狀絕緣料簡(jian)中裝入煤泥,利用(yong)參比⭐電🏃‍♀️阻法測量(liang)👉不同質量濃度下(xià)煤泥的電阻率].首(shou)先分别測出定值(zhí)🔅電阻❗R的兩端電壓(yā)U。和絕緣料簡兩端(duan)的電壓U.由式(3)求💁得(de)該長度管道内煤(mei)泥的電阻，并代人(rén)式(4)求得煤泥的電(diàn)🔱阻率，再由k=1/ρ求得煤(méi)泥的電導率，即
 
　　式(shi)中:ρ爲電阻率;U爲裝(zhuang)有煤泥的圓柱狀(zhuang)絕緣料筒兩端電(diàn)壓;U0爲定值電阻兩(liǎng)端的電壓;A爲橫截(jié)面積;L爲兩電極⁉️之(zhī)間的距離.
　　采用四(sì)相電極參比電阻(zu)法測量煤泥電阻(zǔ)率，設計實🔅驗電路(lù)如圖3所示.實驗步(bù)驟如下:①首先測量(liang)絕緣料簡内徑及(ji)長度.用遊标卡尺(chi)多次從不同角度(du)測量絕緣料筒的(de)内徑及長度并記(jì)錄，分🔴别取平均值(zhi).②測量室内溫度并(bìng)記錄.③取适量🎯煤泥(ni)加入🈲一定的水，充(chong)分攪拌，用🐅含水率(lü)儀測量含水率并(bing)記錄，使含水📞率爲(wèi)32%左右，将配🍓好的煤(méi)泥裝入絕緣料筒(tǒng)中，然後接通實驗(yàn)電路.④利用萬用表(biao)分别測量500Ω電阻兩(liǎng)端和絕緣🧑🏽‍🤝‍🧑🏻料簡兩(liǎng)端的電壓，待電壓(ya)穩定後讀數并記(jì)錄.⑤分分别改變‼️電(diàn)源電壓和煤泥含(han)㊙️水率，重複上述實(shí)驗步驟.
 
2實驗數據(jù)及分析
2.1煤泥電導(dǎo)率實驗數據及分(fèn)析
　　根據測量得到(dao)的數據，以煤泥的(de)質量濃度作橫坐(zuò)标，相應質量濃度(du)煤泥的電導率作(zuo)縱坐标，繪出煤泥(ní)電💛導率🔴與其質量(liang)濃度的關系圖(如(ru)圖4).再以電壓爲橫(heng)坐标，相應🥰電壓下(xia)煤泥的電導率爲(wèi)縱坐标，繪出電壓(yā)與電導率的關系(xì)圖(如🔴圖5).
 
　　圖4的電導(dao)率變化曲線表明(ming),随着煤泥質量濃(nong)度的增大，其電導(dao)率逐漸降低，并在(zài)質量濃度爲66%時相(xiang)交于-一點;圖5的電(diàn)導率變化曲線表(biǎo)明,随着電壓的增(zēng)大,電導率有逐♋漸(jiàn)增大趨勢.分析圖(tu)4與圖5可得到以🚶下(xià)結論:①圖4曲線整體(tǐ)呈下降趨勢，說明(ming)電導率随着煤泥(ni)質量濃度的增大(dà)而減小。當質量濃(nóng)度低于63%時,不同電(dian)壓下電導率随質(zhi)量濃度變化基本(ben)成平行關系，說明(míng)電導率📞與質量濃(nong)度和電🔞壓成一定(ding)的線💋性關系;當質(zhì)量濃度爲63%~66%時，電導(dao)率與質量💜濃度成(cheng)一定線性關系，而(er)與電壓不成線性(xìng)關系，仍有一-定的(de)🐉下降梯度;當質量(liàng)濃度大于66%時，電導(dao)率随其增加顯💜著(zhe)下降，但是曲線較(jiào)爲複🙇‍♀️雜，不易判斷(duan)其相互關系，将用(yòng)稱重法進行相應(yīng)的驗證.②圖5曲線整(zhěng)體呈上升趨勢，說(shuō)明電導率随電壓(yā)的增大而增大.相(xiang)比電導率随質量(liàng)濃度的變化，其增(zēng)大幅度較小。當質(zhì)量濃度由61.38%上升到(dao)63.20%即增大了1.82%時，電導(dao)率增大了0.03mS/cm,而當質(zhi)量濃度由63.20%增大到(dao)66.25%即增大了❤️3.05%時，電導(dǎo)率卻增🔞加了不到(dao)♻️0.01mS/cm.說明質量濃度低(di)于63.20%時，電導率變化(huà)較明顯🥰;當質量🔆濃(nong)度爲66.25%時，電導率爲(wèi)恒定值0.033mS/cm.
2.2電磁流量(liàng)計實驗數據及分(fen)析
　　首先分析電磁(cí)流量計流速數據(ju)的重複性.圖6是當(dāng)管内流速爲0.1m/s(即濃(nong)密膏體輸送流速(su)下限)時，電磁流量(liàng)計測量由大到小(xiǎo)的3種質量濃度分(fèn)别爲73%，69%，63%的煤泥的實(shi)時數據曲線.由圖(tu)可見濃度較高時(shi)電磁流量計難以(yi)測出穩定的🔅流速(sù)數值,而當濃度較(jiào)低且煤泥流動性(xìng)非常好時測量數(shu)值較爲穩♉定.圖7是(shì)質量濃度爲63%時電(diàn)磁流量計的3次測(ce)試曲線，可見其重(zhong)複性良好，故🔞測量(liàng)結果可信.相比較(jiao)煤泥電導率的測(ce)試結果，可以看出(chu)當質量濃度低于(yu)63%時，電導率較大，且(qie)不同質量濃度下(xià)電導率變化穩定(dìng)，故推測♌當質量濃(nóng)度低于63%，電導率高(gāo)于0.035mS/cm時，電磁流量計(ji)應用于煤👄泥管道(dào)輸送時數據正确(què)📱率🙇‍♀️較高.
 
　　其次提取(qǔ)電磁流量計的流(liú)速數據換算并積(jī)分後❗與稱重質量(liàng)進行對比，分析其(qí)數據誤差，結果如(rú)表1.可以通過電磁(cí)流量計積🈚分後的(de)總流量與稱重數(shu)據的吻‼️合程度來(lai)分析，若二者✍️吻合(hé)較好則說明電磁(ci)流量計在線測量(liàng)數據顯示雖然可(ke)能受到氣泡的影(ying)響，但是總流量可(ke)以正确測量;若🤞二(èr)者相差較大，則說(shuo)明電磁流量計不(bú)适合對較高質量(liang)濃♊度煤泥進行測(cè)量.從表1可以看出(chū)電磁流量計在質(zhi)量濃度爲69%，73%時誤差(chà)較大，故🈲測量不正(zhèng)确;在質量濃度爲(wèi)63%時測量誤差較小(xiǎo)，說明其測量較正(zhèng)确.該對比實驗與(yǔ)之前的重複性分(fen)析相符，說明用質(zhì)量濃度及電導率(lǜ)來評價電磁流量(liang)計測🈚量數據的正(zhèng)确率有一定的可(ke)行性.
 
3結論
　　本文通(tong)過對煤泥的電導(dǎo)率及電磁流量計(ji)管道輸✏️送流🧡量的(de)測量，得出以下結(jié)論:
1)煤泥的電導率(lü)數值随其質量濃(nong)度的降低而增大(da)，并且在一定範圍(wei)内随質量濃度的(de)變化效果更明.顯(xiǎn).且⛹🏻‍♀️電磁流量計不(bu)适合較高質量濃(nong)度煤泥管道流量(liàng)的測量，但☁️在較低(di)濃度測🌈量時重複(fú)性良好，測量結果(guǒ)正确可信，且濃度(dù)越低🏃，測量效果🤞越(yuè)好.
2)電磁流量計在(zai)濃密膏體管道流(liú)量測量中能否應(ying)🏃🏻用與其電🈲導率及(jí)濃度有關系。電導(dao)率越大，電磁流量(liàng)計測量效果越好(hao)🈲.應用于煤泥時,得(dé)出當質量濃度上(shàng)限值爲63%，電導率下(xià)限值爲0.035mS/cm時，電磁流(liu)量計可用于測其(qi)流量.
3)通過對煤泥(ni)的研究，可以推測(ce)當電磁流量計應(yīng)用于赤泥、電石🙇‍♀️泥(ni)、污泥等其它濃密(mi)膏體的管道輸送(sòng)時，也應有相應的(de)濃㊙️度及電導率阈(yu)值，其數值可通過(guò)試驗獲得.

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