摘要:爲(wei)了研究電(dian)磁流量計(ji) 在濃密膏(gao)體管道輸(shu)送應用時(shi)對其流量(liang)測試精度(du)的影響❓因(yin)素💯，本文在(zai)循環管道(dao)試驗台.上(shang)對其進行(hang)測試實驗(yan)🛀🏻，測量了不(bu)同濃度濃(nong)密膏體的(de)管道輸送(song)流量，并與(yu)稱重法測(ce)試結果進(jin)行對比🔞以(yi)确定電磁(ci)流量計流(liu)量測試精(jing)度.同時利(li)用參比電(dian)阻法測量(liang)不同質量(liang)濃度下煤(mei)泥的電導(dao)率，提出㊙️了(le)電磁流量(liang)🔞計用于煤(mei)泥管道流(liu)量測試可(ke)用精度所(suo)對應❗的電(dian)導率以及(ji)質量濃度(du)阈值.結果(guo)表明，濃密(mi)膏體爲煤(mei)⛱️泥時，推測(ce)當質量濃(nong)♍度不高于(yu)63%，電導率不(bu)低于0.035mS/cm時，電(dian)磁流量計(ji)流量測試(shi)精度可靠(kao);且濃度越(yue)低電導率(lü)越大時，電(dian)磁流量☔計(ji)測量效果(guo)越好.
　　高濃(nong)度黏稠固(gu)體廢棄物(wu)，是指工業(ye)生産及市(shi)政污水處(chu)🚶理☔過程中(zhong)産生的含(han)固量高、粘(zhan)度大、顆粒(li)細的固-液(ye)兩相廢棄(qi)物或副産(chan)品，由于其(qi)常溫常壓(ya)下流動性(xing)較差，在高(gao)壓管道輸(shu)送時💜爲“不(bu)沉降似均(jun)質濃密膏(gao)體”，因此亦(yi)稱濃🤞密膏(gao)體.包括煤(mei)炭行業的(de)煤泥、給排(pai)水行業的(de)脫水污泥(ni)、制造行業(ye)的工業污(wu)泥、石化行(hang)業的油渣(zha)和油泥等(deng)，涉及二十(shi)餘個行業(ye)🚩"。就上述濃(nong)密膏體而(er)言，目前較(jiao)常用的無(wu)害化、資源(yuan)化處置方(fang)式有焚燒(shao)、燃燒發電(dian)、土地資源(yuan)化利用以(yi)及填埋等(deng)!21.無論🐕采用(yong)哪種無害(hai)化、資❌源化(hua)處置方法(fa)，輸送均爲(wei)必不可少(shao)的環節，新(xin)發展的輸(shu)送工藝技(ji)術爲💋管道(dao)輸送.不管(guan)在工業現(xian)場還是實(shi)驗室管道(dao)輸送♍時，流(liu)量均是關(guan)鍵參數，其(qi)大小決定(ding)了管道輸(shu)送的效率(lü).
　　濃密膏體(ti)管道輸送(song)的流量測(ce)試是一個(ge)尚待解決(jue)👉的難♻️題，管(guan)道輸送實(shi)驗中一般(ban)采用稱重(zhong)法測量，但(dan)該方法測(ce)試步🛀🏻驟繁(fan)瑣.而電磁(ci)流量計的(de)測量不因(yin)流體密度(du)、粘度、溫度(du)、壓力、電導(dao)率和雷諾(nuo)數變化，沒(mei)💁有阻流件(jian)👌，也不會在(zai)高流速情(qing)況下産生(sheng)氣蝕，近年(nian)來在流體(ti)流量測試(shi)中被廣泛(fan)應用”.随着(zhe)電磁流量(liang)計的發展(zhan)，現己可測(ce)量電導率(lü)阈值更低(di)的液體，而(er)當濃密膏(gao)體濃度較(jiao)高時不可(ke)行，其原因(yin)現有文獻(xian)💞中尚沒有(you)正确的解(jie)釋，推測這(zhe)可能與🏃🏻其(qi)濃度過大(da)時電導率(lü)📞太低有關(guan).本實驗先(xian)使用電磁(ci)流量計測(ce)量一定電(dian)導率範㊙️圍(wei)的煤泥在(zai)管道輸送(song)時的流量(liang)🏒，并與稱重(zhong)法測量結(jie)果相對比(bi)，得到煤泥(ni)在管道輸(shu)🏃‍♀️送時電導(dao)率及濃度(du)的阈值，爲(wei)🐕今後電磁(ci)流量計應(ying)❄️用于其它(ta)🍉濃密膏體(ti)管道輸送(song)的💰流量💰測(ce)量提供依(yi)據，對其現(xian)場應用也(ye)⁉️具有很重(zhong)要的指導(dao)意義.
1測試(shi)原理及實(shi)驗步驟
1.1電(dian)磁流量計(ji)原理
　　本文(wen)選用不同(tong)質量濃度(du)的煤泥在(zai)裝有電磁(ci)流量計的(de)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻液壓與流(liu)變試驗台(tai)上(實驗原(yuan)理如圖1)進(jin)行管道輸(shu)送實驗.電(dian)💚磁流量計(ji)根據電磁(ci)感應原理(li)測量㊙️流過(guo)管道中導(dao)電流體的(de)流量，故使(shi)用電磁流(liu)量計的前(qian)提是💁被測(ce)流體必須(xu)導電，且電(dian)導率不能(neng)低于阈值(zhi)(即下限值(zhi)).通用型電(dian)磁流量計(ji)的阈值在(zai)(5×10-6)S/cm~10-4S/cm之間，若電(dian)導率低于(yu)阈值會産(chan)生誤差甚(shen)至不能測(ce)量(5.根♉據電(dian)磁感應原(yuan)理(如圖2)，當(dang)導電流體(ti)在磁場強(qiang)度爲B的磁(ci)場中切割(ge)磁力🍓線時(shi)，在線形長(zhang)度爲L的a和(he)b兩點之間(jian)會産生感(gan)應電動勢(shi)，爲
 
　　兩接收(shou)電極之間(jian)的距離L爲(wei)已知常數(shu)，B爲已知的(de)磁場📧強🐅度(du)，故Ɛab是單調(diao)函數，随U的(de)變化而變(bian)化.而瞬時(shi)流量Q等于(yu)流速口與(yu)導管截面(mian)積S(常數)的(de)乘積，故有(you)
 
　　式中:K爲儀(yi)器常數.因(yin)此，隻要測(ce)得Ɛab,即可求(qiu)得對應的(de)流✔️量Q.
 
1.2煤泥(ni)電導率測(ce)試原理及(ji)方法.
　　在定(ding)制的圓柱(zhu)狀絕緣料(liao)簡中裝入(ru)煤泥,利用(yong)參比電阻(zu)法測☔量不(bu)同質量濃(nong)度下煤泥(ni)的電阻率(lü)].首先分别(bie)測出🆚定值(zhi)💯電阻R的兩(liang)😄端電壓U。和(he)絕緣料簡(jian)兩端⭐的電(dian)壓U.由式(3)求(qiu)得該長度(du)管道内煤(mei)泥的電阻(zu)，并代人式(shi)(4)求得煤泥(ni)的電🌈阻率(lü)，再由🌐k=1/ρ求得(de)煤泥✉️的電(dian)導率，即
 
　　式(shi)中:ρ爲電阻(zu)率;U爲裝有(you)煤泥的圓(yuan)柱狀絕緣(yuan)料筒兩端(duan)電📞壓;U0爲🔞定(ding)⭐值電阻兩(liang)端的電壓(ya);A爲橫截面(mian)積;L爲兩電(dian)極之間的(de)距離.
　　采用(yong)四相電極(ji)參比電阻(zu)法測量煤(mei)泥電阻率(lü)，設計實驗(yan)🈚電路如圖(tu)3所示.實驗(yan)步驟如下(xia):①首先測量(liang)絕緣料簡(jian)内徑及長(zhang)度.用遊标(biao)🌏卡尺多次(ci)從不同角(jiao)度測量絕(jue)緣料筒的(de)⭕内徑及長(zhang)度并記錄(lu)，分别取平(ping)均值📞.②測量(liang)室内溫度(du)并記錄.③取(qu)适量煤泥(ni)加入一定(ding)的水，充分(fen)攪拌，用含(han)水率儀測(ce)💚量含水率(lü)并記錄，使(shi)含水㊙️率爲(wei)32%左右，将配(pei)好的煤泥(ni)裝入🔞絕緣(yuan)料筒中，然(ran)後接通實(shi)驗電路.④利(li)用萬用表(biao)分别測量(liang)📞500Ω電阻兩端(duan)和絕緣料(liao)簡兩端的(de)電壓，待電(dian)壓穩定後(hou)讀數并記(ji)錄.⑤分分别(bie)改變電源(yuan)電壓和煤(mei)泥含水率(lü)，重複上述(shu)實驗㊙️步驟(zhou).
 
2實驗數據(ju)及分析
2.1煤(mei)泥電導率(lü)實驗數據(ju)及分析
　　根(gen)據測量得(de)到的數據(ju)，以煤泥的(de)質量濃度(du)作橫坐标(biao)，相🍉應質量(liang)濃度煤泥(ni)的電導率(lü)作縱坐标(biao)，繪出煤泥(ni)電導率與(yu)其質量🌍濃(nong)度的關系(xi)圖(如圖4).再(zai)以電壓爲(wei)橫坐标，相(xiang)應🐉電壓下(xia)煤泥的電(dian)導率㊙️爲縱(zong)坐标，繪🤞出(chu)電壓與電(dian)導率的關(guan)系圖(如圖(tu)5).
 
　　圖4的電導(dao)率變化曲(qu)線表明,随(sui)着煤泥質(zhi)量濃度的(de)增大，其電(dian)導㊙️率逐漸(jian)降低，并在(zai)質量濃度(du)爲66%時相交(jiao)于-一點;圖(tu)5的電🐉導率(lü)✔️變化曲線(xian)表明,随着(zhe)電壓的增(zeng)大,電導率(lü)有逐漸增(zeng)大趨勢.分(fen)析圖4與圖(tu)5可得到以(yi)👌下結論:①圖(tu)🔴4曲線整體(ti)呈下降趨(qu)勢，說明電(dian)導率随着(zhe)‼️煤泥質量(liang)濃度的增(zeng)大而減小(xiao)。當質量濃(nong)度低于63%時(shi),不同電壓(ya)下電導率(lü)随質量濃(nong)度變化基(ji)本成平行(hang)關系，說明(ming)電導率與(yu)質量濃度(du)和電👈壓成(cheng)一定的線(xian)性關系;當(dang)質量濃度(du)🍉爲63%~66%時，電導(dao)率與質量(liang)♊濃度成一(yi)定線性關(guan)系，而與電(dian)壓不成線(xian)性關系，仍(reng)有一-定的(de)下降梯度(du);當質量濃(nong)度大于66%時(shi)，電導率随(sui)其增加顯(xian)著下降，但(dan)是曲線較(jiao)爲複雜🌐，不(bu)易判斷其(qi)相互關系(xi)，将用稱重(zhong)法進行相(xiang)應的驗證(zheng).②圖5曲線整(zheng)體呈上升(sheng)趨勢，說明(ming)電導率随(sui)電壓的增(zeng)大而增大(da)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼.相比電導(dao)率随質量(liang)濃度的變(bian)化，其增大(da)幅度較小(xiao)。當質量濃(nong)度由61.38%上升(sheng)到63.20%即增大(da)了1.82%時，電導(dao)率增大了(le)0.03mS/cm,而當質量(liang)濃度由63.20%增(zeng)大🔴到66.25%即增(zeng)大了3.05%時，電(dian)導率卻增(zeng)加了不到(dao)0.01mS/cm.說明質量(liang)濃度低于(yu)63.20%時，電‼️導率(lü)變化較明(ming)顯;當質量(liang)濃度爲66.25%時(shi)，電導率爲(wei)恒定值0.033mS/cm.
2.2電(dian)磁流量計(ji)實驗數據(ju)及分析
　　首(shou)先分析電(dian)磁流量計(ji)流速數據(ju)的重複性(xing).圖6是當管(guan)内流💔速⚽爲(wei)💃0.1m/s(即濃密膏(gao)體輸送流(liu)速下限)時(shi)，電磁流量(liang)計測量由(you)大❓到小的(de)3種質量濃(nong)度分别爲(wei)73%，69%，63%的煤泥的(de)實時數據(ju)曲線.由圖(tu)可見濃度(du)較高時電(dian)磁流量計(ji)難以測出(chu)穩定的流(liu)速數值👉,而(er)當濃度較(jiao)低且煤‼️泥(ni)流動性非(fei)常好時測(ce)量數值較(jiao)爲穩🎯定.圖(tu)7是質量濃(nong)度爲63%時電(dian)磁🌂流量計(ji)的3次測試(shi)曲線，可見(jian)其重複性(xing)良好，故測(ce)量結果可(ke)信.相比較(jiao)煤泥電導(dao)率的測試(shi)結果，可以(yi)看出當質(zhi)量濃度低(di)于63%時，電導(dao)率較大，且(qie)不同質🔞量(liang)濃度下電(dian)💞導率變化(hua)穩定，故推(tui)測當質量(liang)濃度低于(yu)63%，電導率高(gao)于0.035mS/cm時，電磁(ci)流量計應(ying)用于煤泥(ni)管道輸送(song)時數據正(zheng)确率較高(gao).
 
　　其次提取(qu)電磁流量(liang)計的流速(su)數據換算(suan)并積分後(hou)與稱重質(zhi)🥰量進行對(dui)比，分析其(qi)數據誤差(cha)，結果如表(biao)1.可以通過(guo)電磁🐆流量(liang)計積分後(hou)的總流量(liang)與稱重數(shu)據的吻👈合(he)程度來分(fen)析，若二者(zhe)吻合較好(hao)則說明電(dian)磁流量計(ji)在線測量(liang)👨‍❤️‍👨數據顯示(shi)雖然可能(neng)受到氣泡(pao)的影響，但(dan)是總流量(liang)可以正确(que)測量;若二(er)者相差較(jiao)大，則說明(ming)電磁流量(liang)計不适合(he)🤞對較高質(zhi)量濃度煤(mei)泥進行測(ce)量.從表1可(ke)以看出電(dian)磁流量計(ji)在質量濃(nong)度爲69%，73%時誤(wu)差較大，故(gu)測量不正(zheng)确;在質量(liang)濃度爲63%時(shi)測量誤差(cha)💞較小，說明(ming)其測量較(jiao)正确.該對(dui)比實驗與(yu)🔴之前的重(zhong)複性分析(xi)相符，說明(ming)用質量濃(nong)度及電導(dao)率來評價(jia)電磁流量(liang)計測量數(shu)據的正确(que)率有一定(ding)的可🚶‍♀️行性(xing).
 
3結論
　　本文(wen)通過對煤(mei)泥的電導(dao)率及電磁(ci)流量計管(guan)道輸💁送流(liu)量的測量(liang)，得出以下(xia)結論:
1)煤泥(ni)的電導率(lü)數值随其(qi)質量濃度(du)的降低而(er)增大，并且(qie)在一定範(fan)圍内随質(zhi)量濃度的(de)變化效果(guo)更明.顯.且(qie)電磁🏃‍♀️流量(liang)計不适合(he)較高質量(liang)濃度煤泥(ni)管道流量(liang)的測量，但(dan)在較低濃(nong)度測量時(shi)重複性良(liang)好，測量結(jie)果正确可(ke)信，且濃度(du)越低，測量(liang)效果越好(hao).
2)電磁流量(liang)計在濃密(mi)膏體管道(dao)流量測量(liang)中能否應(ying)用與其電(dian)🌈導♉率及濃(nong)度有關系(xi)。電導率越(yue)大，電磁流(liu)✌️量計❌測量(liang)效果💔越好(hao).應用于煤(mei)泥時,得出(chu)當質量濃(nong)度上限♉值(zhi)爲63%，電導率(lü)下限值爲(wei)0.035mS/cm時，電磁流(liu)量計可用(yong)于測其流(liu)量.
3)通過對(dui)煤泥的研(yan)究，可以推(tui)測當電磁(ci)流量計應(ying)用于赤泥(ni)、電石泥、污(wu)泥等其它(ta)濃密膏體(ti)的管道輸(shu)送👉時，也應(ying)有相應的(de)濃🌏度及電(dian)導率阈值(zhi)，其數值可(ke)通👉過試驗(yan)獲得.

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