電導率對于流量計準確度的影響

  高濃度黏稠固體廢棄物, 是指工業生產及市政污水處理過程中發生的含固量高、粘度大、顆粒細的固-液兩相廢棄物或副產品, 因為其常溫常壓下流動性較差, 在高壓管道運送時為“ 不沉降似均質稠密膏體” , 因而亦稱稠密膏體.包含煤炭職業的煤泥、給排水職業的脫水污泥、制作職業的工業污泥、石化職業的油渣和油泥等, 觸及二十余個職業.就上述稠密膏體而言, 當前較常用的無害化、資本化處置辦法有燃燒、燃燒發電、土地資本化運用以及填埋等.無論選用哪種無害化、資本化處置辦法, 運送均為*的環節, 新開展的運送工藝技術為管道運送.不管在工業現場仍是試驗室管道運送時, 流量均是要害參數, 其大小決議了管道運送的功率.
  稠密膏體管道運送的流量測驗是一個尚待處理的難題, 管道運送試驗中通常選用稱重法丈量, 但該辦法測驗過程繁瑣.而熱水流量計的丈量不因流體密度、粘度、溫度、壓力、電導率和雷諾數改變, 沒有阻流件, 也不會在高流速情況下發生氣蝕, 這些年在流體流量測驗中被廣泛應用.跟著熱水流量計的開展, 現已可丈量電導率閾值更低的液體, 而當稠密膏體濃度較高時不可行, 其緣由現有文獻中尚沒有的解說, 筆者估測這也許與其濃度過大時電導率太低有關.本試驗先運用熱水流量計丈量必定電導率規模的煤泥在管道運送時的流量, 并與稱重法丈量成果相比照, 得到煤泥在管道運送時電導率及濃度的閾值, 為往后熱水流量計應用于其它稠密膏體管道運送的流量丈量提供依據, 對其現場應用也具有很重要的指導意義.
1、測驗原理及試驗過程
1 .1 　熱水流量計原理
這篇文章選用不一樣質量濃度的煤泥在裝有熱水流量計(、、)的液壓與流變試驗臺上(試驗原理如圖1)進行管道運送試驗.熱水流量計依據電磁感應原理丈量流過管道中導電流體的流量, 故運用熱水流量計的前提是被測流體有必要導電, 且電導率不能低于閾值(即下限值).通用型熱水流量計的閾值在(5 ×10-6)S/cm ～10-4 S/cm 之間, 若電導率低于閾值會發生差錯乃至不能丈量.依據電磁感應原理(如圖2), 當導電流體在磁場強度為B 的磁場中切開磁力線時, 在線形長度為L 的a 和b 兩點之間會發生感應電動勢, 為
 　兩接收電極之間的間隔L 為已知常數, B 為已知的磁場強度, 故εab是單調函數, 隨υ的改變而改變.而瞬時流量Q 等于流速υ與導管截面積S (常數)的乘積, 故有Q=K×εab ,
式中:K 為儀器常數.因而, 只需測得εab , 即可求得對應的流量Q.
 1 .2 　煤泥電導率測驗原理及辦法
在定制的圓柱狀絕緣料筒中裝入煤泥, 運用參比電阻法丈量不一樣質量濃度下煤泥的電阻率.首要別離測出定值電阻R 的兩頭電壓U0和絕緣料筒兩頭的電壓U .由式(3)求得該長度管道內煤泥的電阻, 并代入式(4)求得煤泥的電阻率, 再由k =1/ ρ求得煤泥的電導率, 即
 式中:ρ為電阻率;U 為裝有煤泥的圓柱狀絕緣料筒兩頭電壓;U0為定值電阻兩頭的電壓;A 為橫截面積;L 為兩電極之間的間隔.
選用四相電極參比電阻法丈量煤泥電阻率, 規劃試驗電路如圖3 所示.試驗過程如下:①首要丈量絕緣料筒內徑及長度.用游標卡尺多次從不一樣視點丈量絕緣料筒的內徑及長度并記載, 別離取平均值.②丈量室內溫度并記載.③取適量煤泥參加必定的水, 充沛拌和, 用含水率儀丈量含水率并記載, 使含水率為32 %擺布, 將配好的煤泥裝入絕緣料筒中, 然后接通
試驗電路.④運用萬用表別離丈量500 Ψ電阻兩頭和絕緣料筒兩頭的電壓, 待電壓安穩后讀數并記載.⑤別離改變電源電壓和煤泥含水率, 重復上述試驗過程.
 2、試驗數據及剖析
2 .1 　煤泥電導率試驗數據及剖析
  依據丈量得到的數據, 以煤泥的質量濃度作橫坐標, 相應質量濃度煤泥的電導率作縱坐標, 繪出煤泥電導率與其質量濃度的圖(如圖4).再以電壓為橫坐標, 相應電壓下煤泥的電導率為縱坐標, 繪出電壓與電導率的圖(如圖5).
 　圖4 的電導率改變曲線標明, 跟著煤泥質量濃度的增大, 其電導率逐漸下降, 并在質量濃度為66 %時相交于一點;圖5 的電導率改變曲線標明, 跟著電壓的增大, 電導率有逐漸增大趨勢.剖析圖4 與圖5可得到以下定論:①圖4 曲線全體呈下降趨勢, 闡明電導率跟著煤泥質量濃度的增大而減小.當質量濃度低于63 %時, 不一樣電壓下電導率隨質量濃度改變根本成平行, 闡明電導率與質量濃度和電壓成必定的線性;當質量濃度為63 %～ 66 %時, 電導率與質量濃度成必定線性, 而與電壓不成線性, 仍有必定的下降梯度;當質量濃度大于66 %時, 電導率隨其添加顯著下降, 可是曲線較為雜亂, 不易判別其相互, 將用稱重法進行相應的驗證.②圖5 曲線全體呈上升趨勢, 闡明電導率隨電壓的增
大而增大.比較電導率隨質量濃度的改變, 其增大起伏較小.當質量濃度由61 .38 %上升到63 .20 %即增大了1 .82 %時, 電導率增大了0 .03 mS/cm , 而當質量濃度由63 .20 %增大到66 .25 %即增大了3 .05 %時, 電導率卻添加了不到0 .01 mS/cm.闡明質量濃度低于63 .20 %時, 電導率改變較顯著;當質量濃度為66 .25 %時, 電導率為安穩值0 .033 mS/cm .
2.2　熱水流量計試驗數據及剖析
首要剖析熱水流量計流速數據的重復性.圖6 是當管內流速為0 .1 m/s (即稠密膏體運送流速下限)時, 熱水流量計丈量由大到小的3 種質量濃度別離為73 %, 69 %, 63 %的煤泥的實時數據曲線.由圖可見濃度較高時熱水流量計難以測出安穩的流速數值, 而當濃度較低且煤泥流動性非常好時丈量數值較為安穩.圖7 是質量濃度為63 %時熱水流量計的3 次測驗曲線, 可見其重復性杰出, 故丈量成果可信.比較較煤泥電導率的測驗成果, 能夠看出當質量濃度低于63 %時, 電導率較大, 且不一樣質量濃度下電導率改變安穩.故估測當質量濃度低于63 %, 電導率高于0 .035 mS/cm 時, 熱水流量計應用于煤泥管道運送時數據性較高.
 　其次獲取熱水流量計的流速數據換算并積分后與稱重質量進行比照, 剖析其數據差錯, 成果如表1 .
能夠經過熱水流量計積分后的總流量與稱重數據的符合程度來剖析, 若二者符合較好則闡明熱水流量計在線丈量數據顯示雖然也許遭到氣泡的影響, 可是總流量能夠丈量;若二者相差較大, 則闡明熱水流量計不適合對較高質量濃度煤泥進行丈量.從表1 能夠看出熱水流量計在質量濃度為69 %, 73 %時差錯較大, 故丈量不;在質量濃度為63 %時丈量差錯較小, 闡明其丈量較.該比照試驗與之前的重復性剖析相符, 闡明用質量濃度及電導率來評估熱水流量計丈量數據的性有必定的可行性.
 這篇文章經過對煤泥的電導率及熱水流量計管道運送流量的丈量, 得出以下定論:
1)煤泥的電導率數值隨其質量濃度的下降而增大, 并且在必定規模內隨質量濃度的改變作用更顯著.且熱水流量計不適合較高質量濃度煤泥管道流量的丈量, 但在較低濃度丈量時重復性杰出, 丈量成果可信, 且濃度越低, 丈量作用越好.
2)熱水流量計在稠密膏體管道流量丈量中能否應用與其電導率及濃度有.電導率越大, 熱水流量計丈量作用越好.應用于煤泥時, 得出當質量濃度上限值為63 %, 電導率下限值為0 .035 mS/cm 時,熱水流量計可用于測其流量.
3)經過對煤泥的研究, 能夠估測當熱水流量計應用于赤泥、電石泥、污泥等其它稠密膏體的管道運送時, 也應有相應的濃度及電導率閾值, 其數值可經過試驗取得.  (1)查表法求取密度地一致性飽滿蒸汽選用溫度抵償和壓力抵償，在本質上是一樣的。其緣由在于飽滿狀況的蒸汽，其壓力和溫度之間呈單值函數，從蒸汽溫度查出的密度同與此溫度對應的壓力查出的密度是一致的。因而，選用溫度抵償和壓力抵償在原理上都是可行的。 　　 　　(2)抵償度的區別選用溫度抵償和壓力抵償別離能得到多少抵償度，不只同溫度傳感器和的準確度有關，并且同流量計類型、詳細丈量目標的工況和壓力變送器的量程挑選有關。整體來說測溫對抵償度影響較大，詳細分析如下。 　　 　　①測溫差錯對流量丈量成果的影響。溫度丈量差錯同流量丈量成果的，關于過熱蒸汽來說影響并不大，例如溫度為250℃的過熱蒸汽，若測溫差錯為1℃，在作溫度抵償時導致流量丈量成果不確定度約為0.19％R（）。影響較大的是溫度信號用于飽滿蒸汽流量丈量中的抵償，例如壓力為0.7Mpa的飽滿蒸汽，其平衡溫度為170.5℃，對應密度為4.132kg/m3，假如測溫差錯為-1℃，并據此查飽滿蒸汽密度表，則查得密度為4.038kg/m3，導致流量丈量差錯約為-2.27％R（渦街流量計）。 　　 　　②溫度傳感器度等級的思考。測溫差錯同溫度傳感器的度等級和被測溫度數值有關，例如壓力為0.7Mpa的飽滿蒸汽，用*鉑熱電阻測溫，其差錯限為±0.49℃[4]，假如用此丈量成果查蒸汽密度表，以進行抵償，則流量抵償不確定度約為±1.11％R（渦街流量計）。而若用B級鉑熱電阻測溫，其差錯限就增為±1.15℃，則流量抵償不確定就增為±2.61％R（渦街流量計）。顯著，B級鉑熱電阻用于此類用處也許導致的差錯是可觀的，所以通常不宜選用。這兒僅就不一樣度等級的測溫元件作相對對比。當然，這兒所說的差錯還僅為測溫元件這一環節，至于流量丈量體系的不確定度，還須計入流量二次表、流量傳感器、流量變送器等的影響。