摘要:爲了研(yan)究電磁流量(liàng)計 在濃密膏(gāo)體管道輸送(song)應用時對其(qí)流量測試精(jīng)度👉的影響因(yin)素，本文在循(xun)環管道試驗(yàn)台.上對其進(jin)行測試實驗(yàn)，測量☎️了不同(tong)濃度濃密膏(gāo)體的管道輸(shū)送流量，并與(yu)稱重法測試(shi)結果進行對(dui)比以确定電(dian)磁流量計流(liu)量測試精度(dù).同時利🌈用參(can)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(méi)泥管道流量(liàng)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(wei)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(shi)，電🌈磁流量計(jì)流量測試精(jīng)度可靠;且濃(nong)度越低電❤️導(dǎo)率越大時，電(diàn)磁流量📞計測(ce)量效果越好(hǎo).
　　高濃度黏稠(chou)固體廢棄物(wù)，是指工業生(shēng)産及市政污(wu)水處理過程(cheng)🚶中産生的含(hán)固量高、粘度(du)大、顆粒細的(de)固-液🔴兩相廢(fèi)棄物或副産(chan)品，由于其常(cháng)溫常壓下流(liú)動性較⭐差，在(zai)高壓管道❓輸(shu)送時爲“不沉(chen)♈降似均質濃(nóng)密膏體”，因此(ci)亦稱濃密膏(gāo)體.包括煤炭(tan)行業的煤泥(ní)🐇、給排水行業(yè)的脫水污泥(ní)、制造行業的(de)工業污泥、石(shi)化行業的油(yóu)渣💞和油泥等(děng)，涉及二十餘(yú)個行業"。就上(shang)❄️述濃密膏體(tǐ)而言，目前較(jiao)常用的無害(hai)化、資源化處(chù)置方式有焚(fén)燒、燃燒發電(dian)、土地資源化(huà)㊙️利用以及填(tian)埋等!21.無論采(cǎi)用哪種無害(hai)化、資源化處(chù)置方法，輸送(sòng)均爲必不可(ke)少的環節，新(xīn)發展的輸送(song)工藝技術爲(wèi)⁉️管道輸送.不(bu)管在工業現(xiàn)場還是實驗(yàn)室管道輸送(sòng)🔴時，流✨量均是(shi)關鍵參數，其(qi)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(ti)，管🈚道輸送實(shi)驗中一般采(cǎi)用稱重法測(ce)量，但該方法(fǎ)測試步驟繁(fan)瑣.而電磁流(liú)量計的測量(liang)不因流體密(mi)度、粘度、溫度(dù)、壓力、電導❤️率(lü)和雷諾數變(bian)化，沒㊙️有阻流(liú)件，也不會在(zài)高流速情⭐況(kuàng)下産生氣蝕(shi)，近年來在流(liu)體流⛱️量測試(shì)中被💘廣泛應(ying)用”.随着電磁(cí)流量計的發(fā)展，現己可測(ce)量電導率阈(yu)值更低的液(ye)🙇‍♀️體，而當濃密(mi)膏體濃度✉️較(jiào)高時不可行(háng)，其原因現有(yǒu)文獻中尚沒(méi)有正确的解(jiě)釋，推測這可(ke)能與其濃度(du)過大時電導(dǎo)率太低有關(guān).本實驗先📱使(shǐ)用電磁流量(liàng)計測量一定(ding)電導率範圍(wéi)的煤泥在管(guǎn)道輸送時的(de)流量🛀，并與稱(cheng)重法測量結(jié)果相對🛀🏻比，得(dé)到煤泥在管(guan)道輸♻️送時電(diàn)導率及濃度(du)的阈值，爲今(jīn)後電磁流量(liang)計應用于其(qí)它濃密膏體(ti)管道輸送的(de)流量測量提(ti)供依據，對其(qi)現場應用也(ye)具有很重要(yao)的指導意義(yi).
1測試原理及(jí)實驗步驟
1.1電(diàn)磁流量計原(yuán)理
　　本文選用(yòng)不同質量濃(nong)度的煤泥在(zài)裝有電磁流(liu)量計的💰液壓(yā)與流變試驗(yàn)台上(實驗原(yuán)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(dào)中導電流體(tǐ)的流量，故使(shǐ)用電磁流量(liàng)計的前提是(shì)被測流體必(bi)須導電，且電(diàn)導率🐅不能低(dī)于☎️阈值(即下(xia)限值).通用型(xing)電磁流量計(ji)的阈值在(5×10-6)S/cm~10-4S/cm之(zhi)間，若電導率(lü)低于阈值會(hui)産生誤差甚(shèn)至不能測量(liang)(5.根據電磁感(gan)應原理(如圖(tu)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(xian)時，在線形長(zhǎng)度爲L的a和b兩(liang)點之間會産(chan)生感應電動(dòng)勢，爲
 
　　兩接收(shōu)電極之間的(de)距離L爲已知(zhi)常數，B爲已知(zhī)的磁場強度(dù)👨‍❤️‍👨，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(yú)流㊙️速口與導(dǎo)🐕管截🈲面積S(常(chang)數)的乘積，故(gù)有
 
　　式中:K爲儀(yí)器常數.因此(cǐ)，隻要測得Ɛab,即(jí)可求得對應(ying)的流量Q.
 
1.2煤泥(ni)電導率測試(shì)原理及方法(fa).
　　在定制的圓(yuan)柱狀絕緣料(liào)簡中裝入煤(méi)泥,利用參比(bi)電阻法測量(liang)不同質量濃(nong)度下煤泥的(de)電阻率].首先(xiān)分别測出定(ding)值電阻R的兩(liǎng)端電壓U。和絕(jué)緣料簡兩端(duān)的電壓U.由式(shì)(3)求得該長度(dù)管道‼️内煤泥(ní)的電阻，并代(dai)人式(4)求得㊙️煤(mei)泥的電阻率(lǜ)，再由k=1/ρ求得煤(méi)泥的電導率(lǜ)，即
 
　　式中:ρ爲電(dian)阻率;U爲裝有(yǒu)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(wèi)兩電極❓之間(jiān)的距離.
　　采用(yòng)四相電極參(can)比電阻法測(cè)量煤泥電阻(zǔ)率，設計實驗(yàn)⛹🏻‍♀️電路如圖3所(suǒ)示.實驗步驟(zhou)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(tóng)角度測量絕(jué)緣🌂料筒的内(nei)徑及長度并(bing)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(liàng)煤泥加入一(yi)定的水，充分(fèn)攪拌，用含水(shuǐ)率儀測量含(hán)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(bié)測量500Ω電阻兩(liǎng)端和絕緣料(liao)簡兩端的電(dian)壓👄，待電壓穩(wen)定後讀數并(bìng)記錄.⑤分分别(bie)改變電源電(dian)壓和煤泥含(han)水率，重複上(shàng)述🌈實驗✊步驟(zhou).
 
2實驗數據及(jí)分析
2.1煤泥電(diàn)導率實驗數(shù)據及分析
　　根(gen)據測量得到(dào)的數據，以煤(mei)泥的質量濃(nong)度作橫坐标(biāo)📞，相🧡應質☂️量濃(nong)度煤泥的電(dian)導率作縱坐(zuò)标，繪出煤泥(ni)電導率與其(qi)質量濃度的(de)關系圖(如圖(tu)4).再以電壓爲(wèi)橫坐标，相應(yīng)🌐電壓下煤泥(ni)的電導率爲(wei)縱坐标，繪🐕出(chu)電壓與電導(dǎo)率的關系圖(tú)(如圖5).
 
　　圖4的電(diàn)導率變化曲(qǔ)線表明,随着(zhe)煤泥質量濃(nong)度的增大🥰，其(qi)電導率逐漸(jian)降低，并在質(zhì)量濃度爲66%時(shi)相交于-一點(dian);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(zeng)大趨勢.分析(xī)圖4與圖5可得(de)到以下結論(lun):①圖4曲線整體(ti)呈下降趨勢(shi)，說明電導率(lü)随着煤泥質(zhi)量濃度的增(zēng)大而減小。當(dang)質量濃度低(di)于63%時,不同電(dian)壓下電🈲導率(lǜ)随質量濃度(dù)變化基本成(chéng)🛀🏻平行關系，說(shuo)明電導率與(yu)質量❄️濃度和(hé)電壓成一定(ding)的線性⁉️關系(xì);當質量濃度(dù)🙇🏻爲63%~66%時，電導率(lü)與質㊙️量濃度(dù)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(nóng)度大于66%時，電(diàn)導率随其增(zēng)加顯著下降(jiang)，但是曲線較(jiào)爲複雜，不易(yi)判斷其相互(hù)關系，将用稱(cheng)重法進行相(xiang)應的驗證✉️.②圖(tú)5曲線整體呈(cheng)上升趨勢，說(shuo)明電導率随(sui)電壓的增大(da)而增大.相比(bi)電導率随質(zhi)量濃度的變(biàn)化，其增大幅(fu)度較小。當質(zhì)量👈濃♻️度由61.38%上(shàng)升到63.20%即增大(da)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(zeng)大了3.05%時，電導(dǎo)率卻增🧑🏽‍🤝‍🧑🏻加了(le)不到0.01mS/cm.說明質(zhi)量濃度低于(yu)63.20%時，電導率🌈變(biàn)化較明顯🈲;當(dāng)質量濃度爲(wei)66.25%時，電導率爲(wei)恒定值0.033mS/cm.
2.2電磁(cí)流量計實驗(yàn)數據及分析(xī)
　　首先分析電(dian)磁流量計流(liu)速數據的重(zhong)複性.圖6是當(dāng)💁管💔内流速爲(wei)0.1m/s(即濃密膏體(tǐ)輸送流速下(xià)限)時，電磁流(liú)量計測量由(you)大到小🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的3種(zhong)質量濃度分(fen)别爲73%，69%，63%的煤泥(ní)的實時數據(ju)曲線.由圖可(kě)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(méi)🔴泥流動性非(fei)常好時測量(liàng)🈲數值較爲穩(wěn)❗定.圖7是質量(liang)濃度爲63%時電(dian)🌈磁✉️流量計的(de)3次測試曲線(xiàn)，可見其重複(fu)🔞性良好，故測(cè)量結果可信(xin).相比較煤泥(ni)電導率的測(cè)試結果，可以(yǐ)看出當質量(liàng)濃度低于63%時(shi)，電導率較大(dà)，且不同質量(liàng)濃度下電導(dao)率變化穩定(ding)，故推測☀️當質(zhì)量濃度低于(yú)63%，電導率高于(yu)0.035mS/cm時，電磁流量(liàng)計應用于煤(mei)💞泥管道輸送(song)時數據正确(què)率較高.
 
　　其次(cì)提取電磁流(liu)量計的流速(sù)數據換算并(bing)積分後與稱(cheng)重質量進行(háng)對比，分析其(qi)數據誤差，結(jie)果如表1.可以(yǐ)通過電磁流(liu)量💘計積分後(hou)的總流量與(yu)稱重數據的(de)吻合程度🛀來(lái)分析，若二者(zhe)吻合較好則(ze)說明電磁流(liu)量計在線測(ce)量🔱數據顯示(shì)雖然可能受(shòu)到氣泡的影(yǐng)響，但是總流(liu)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(diàn)磁流量計在(zai)質量濃🚩度爲(wèi)69%，73%時誤差較大(da)，故👅測量不正(zheng)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(bǐ)實驗與🍉之前(qian)的重複性分(fen)析相符，說明(míng)用質量濃度(du)及電導率來(lái)評價電♻️磁流(liú)量計測量數(shu)據的正确率(lǜ)有一定的可(ke)行性.
 
3結論
　　本(ben)文通過對煤(méi)泥的電導率(lü)及電磁流量(liang)計管道輸送(sòng)流量的測量(liang)，得出以下結(jie)論:
1)煤泥的電(diàn)導率數值随(suí)其質量濃度(dù)的降低而增(zēng)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(cí)流量計不适(shì)合🐪較高質量(liàng)濃度煤泥管(guan)道流量的測(ce)量，但在較低(di)濃度測量時(shí)重複性良好(hǎo)，測量結果正(zhèng)确可信，且濃(nong)度越低，測量(liàng)效果越好.
2)電(dian)磁流量計在(zai)濃密膏體管(guan)道流量測量(liang)中能否應用(yong)與其電導率(lǜ)及濃度有關(guān)系。電導率越(yuè)大，電磁流量(liang)計測量效果(guo)越好.應用于(yú)煤泥時,得出(chū)當質量濃度(dù)上限值爲63%，電(diàn)導率下限值(zhí)爲0.035mS/cm時，電磁🆚流(liu)量計可用✏️于(yú)測其流量.
3)通(tōng)過對煤泥的(de)研究，可以推(tui)測當電磁流(liú)量計應用于(yú)赤泥、電石泥(ni)、污泥等其它(tā)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(qí)數值可通過(guo)試驗獲得.

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