電磁流量計(jì)測(cè)量固液兩相流質(zhì)體流量時(shí)測(cè)量段流速的選擇.docx

1、（河北谷紡現(xiàn)建瘢計(jì)院.石家莊050051電磁流量計(jì)測(cè)量固液兩相流質(zhì)體流量時(shí)測(cè)量段流速的選擇王小梅旻測(cè)量固液兩相波體中團(tuán)體順粒分布不均勻時(shí)的流量將會(huì)產(chǎn)生較大誤是，當(dāng)固液兩相流理性質(zhì)和固體顆粒幾何尺寸一定時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)牧魉賹⒖梢詼p少這類流量測(cè)謖楚和使灣量?jī)x表長(zhǎng)久可壽地運(yùn)行.美.詢固度兩相流體流速蜀狀態(tài)電破流量史一、引言固液兩相流體（以下稱兩相流）是固體和液體的混和物，如泥漿、礦漿、沙漿等。當(dāng)兩相流具有一定的導(dǎo)電性（電導(dǎo)率大于1O5S-cm）時(shí).一般把電磁流量計(jì)作為測(cè)量?jī)上嗔髁髁康氖走x儀表。兩相流流量測(cè)量段（測(cè)量段包括電磁流量計(jì)檢測(cè)部分和要求的直管段）流速偏高時(shí).一般對(duì)電磁流量汁的里襯和電極磨蝕較大

2、,從而增大儀表的維修工作量、縮短儀表使用壽命澳量段流速偏低時(shí)，兩相流質(zhì)易粘附電極和里襯，濃度分布產(chǎn)生梯度、流速分布產(chǎn)生畤變，從而降低儀表測(cè)量準(zhǔn)確度：增大維護(hù)工作量.選擇測(cè)量段兩相流的合理流速才能使電磁流量計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量?jī)上嗔髁髁亢烷L(zhǎng)期可靠地運(yùn)行.并可以減小維修、維護(hù)工作量，二、電磁流-計(jì)對(duì)測(cè)-介質(zhì)的要求從電磁流量計(jì)的原理和特征的基本方法程式來看，它對(duì)被測(cè)量介質(zhì)有一定要求。電磁流魚計(jì)是基于法拉弟電磁感應(yīng)定律工作的。圖1是電磁流量計(jì)基本原理示意圖。具有導(dǎo)電性的介質(zhì).以平均流速V流過非磁性材料制成的直徑為。的圓形管道；場(chǎng)強(qiáng)為8的均勻磁場(chǎng)與介質(zhì)流動(dòng)方向垂直；兩電極連線與流速方向和磁場(chǎng)方向垂直并且相距為若流

3、體介質(zhì)的物理性質(zhì)和流動(dòng)狀態(tài)滿足如下條件，圖1.（1）流體的磁導(dǎo)率均勻.且與真空一樣，（2）流體的電導(dǎo)率均勻.且各向同性.（3）流體中的位移電流小到可以忽略，（4）流體流速為軸對(duì)稱分布。可以得出對(duì)應(yīng)介質(zhì)平均流速的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；E=BD*V（1）介質(zhì)在工作狀態(tài)下的體積流量Q為：Q=x.與U=三壽O（2）式（2）即是，般電磁流量計(jì)基本特征方程。電磁流域計(jì)出廠標(biāo)定時(shí).一般用自來水作為流體介質(zhì)的原因是，電磁流量計(jì)在這種工作狀態(tài)下的介質(zhì)體積流量與溫度、壓力、粘度、電導(dǎo)率等流體介質(zhì)參數(shù)無(wú)關(guān)，因此用水標(biāo)定后的電磁流拭計(jì)就可以測(cè)拭其它滿足這一條件的流體介質(zhì)；制造廠受條件的限制，一般不可能用實(shí)測(cè)流體標(biāo)定.水的物理

4、性質(zhì)及標(biāo)定系統(tǒng)的構(gòu)成可以使其滿足1：述條件因此，我們使用電磁流量計(jì)測(cè)量?jī)上嗔髁髁繒r(shí).要想使測(cè)量準(zhǔn)確，就必須使兩相流滿足或非常接近上述四項(xiàng)條件。三、因液兩相流體流動(dòng)狀志及影響在管路中流動(dòng)的兩相流可分為懸移質(zhì)和推移質(zhì)兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)是指在整個(gè)流動(dòng)過程中，固體顆粒懸浮在流體之中，隨著流體的流動(dòng)而運(yùn)動(dòng)；推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)是指固體顆粒不是懸浮在流體中，而是靠近管底隨流體的流動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)又可分為均質(zhì)懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)和非均質(zhì)懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)均質(zhì)懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)是指固體顆粒均勻地分布在流體中無(wú)濃度梯度的懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)；非均質(zhì)懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)是指固體顆粒在流體中分布不均勻有濃度梯度的懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)行兩相流流量測(cè)量時(shí).測(cè)量段流體必須

5、達(dá)到均質(zhì)懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。否則：(1)一般兩相流中固相和液相的電導(dǎo)率不同.如果存在固相濃度分布梯度,將使被測(cè)介質(zhì)不能滿足“電導(dǎo)率均勻且各向同性"的要求，會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。(2)一般情況下兩相流中固相和液相流速并非一致，使流速分布不能滿足“流速軸對(duì)稱分布”的要求，同樣會(huì)產(chǎn)生測(cè)最誤差。另外.由于兩相流電固相和液相對(duì)電磁流址計(jì)里襯的磨蝕能力不同,如果測(cè)量時(shí)長(zhǎng)期存在固相濃度分布梯度，必將使里襯不同部位磨蝕程度不同(一般里襯底部磨蝕較上部嚴(yán)重).使電磁流址計(jì)檢測(cè)部圓形管徑奇變，被溥兩相流流速分布非軸對(duì)稱狀態(tài)姑劇.從而產(chǎn)生測(cè)量誤差并縮短儀表使用壽命°(3)由于固相濃度梯度的存在(一般底部固

6、相濃度大于上部)使固相易于沉積在接觸固相濃度大的里襯部位和電極上.從而使電礴流量計(jì)直徑變化且由于固相非均勻沉積使圓茂管徑奇變產(chǎn)生新的測(cè)量誤差和增加維護(hù)工作最(清洗電極和內(nèi)襯周期縮短"以上情況產(chǎn)生的測(cè)量誤差，定量分析困難.一般無(wú)法用計(jì)算方法修正和其它方法補(bǔ)償，只能靠改善其工作狀態(tài)來減小。四、流速選擇兩相流的流動(dòng)狀態(tài)與固體顆粒密度、粒徑、液相的物理性質(zhì)、流速等有關(guān)。當(dāng)測(cè)量?jī)上嗔髁髁繒r(shí)，除流速可以通過改變管徑適當(dāng)改變外,其它與流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的參數(shù)均不能改變或不易改變。因此，我們只討論選擇多大的流速才能滿足較準(zhǔn)確地測(cè)量?jī)上嗔髁髁康囊?。我們通過一個(gè)固體顆粒在液體中的受力情況來分析流速和兩相流流

7、動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系。設(shè)一固體球狀顆粒,處于上升的流體流動(dòng)中如圖2所示(測(cè)最兩相流流量時(shí).一般把電磁流量計(jì)安裝于垂直管道上.流體自下向上流動(dòng))。固體顆粒的密度為Pi直徑為流體的密慝為P.假設(shè)Pi>P這顆固體顆粒受到向上的5有浮力F】和繞流阻力受到向下的力有重力三個(gè)力的大小分別為：1*12Fi=(1/6)才pg(3)式中，g為重力加速度。Ft=CAp3/2)(4>式中(為繞流阻力系數(shù)M為固體顆粒橫截面積口為流體流速。因?yàn)锳=(d/2)z,其中d為固體顆粒的直徑.代入式(4)得：Fg=(l/8)nCpd2v2(5)、G=(1/6)宣3Pig(6)分析固體顆粒受力情況可知，F(xiàn)：+F>G時(shí)，

8、固體顆粒隨流體上升；F】+F,=G時(shí)，固體顆粒處于懸浮狀態(tài)；Fi+RVG時(shí),固體顆粒將沉降。-一固體顆粒剛處于懸浮狀態(tài)的速度稱為懸浮速度。根據(jù)F|+F?=G,由式(3)、(5)和(6)得懸浮速度為：膏可在做精確計(jì)算時(shí)C由實(shí)驗(yàn)確定.在一般匚計(jì)歆技術(shù)1997.4程計(jì)算中.當(dāng)雷諾數(shù)Re在101000之間時(shí)C取13/?ei當(dāng)&在10,2X10,之間時(shí)C取0.48。以上雖然是按圓形固體顆粒進(jìn)行分析的，但它對(duì)非圓形顆粒也是適用的。測(cè)量?jī)上嗔髁黧蓵r(shí)，測(cè)最段的流速必須要大于懸浮速度s一般根據(jù)所測(cè)兩相流對(duì)電磁流量計(jì)里襯磨蝕能力大小等綜合因素來確定。理論和實(shí)踐表明，同樣的兩相流體.速度越高對(duì)同樣的電W*計(jì)

9、里襯、電極磨蝕越嚴(yán)重。因此對(duì)砂漿、礦漿等磨蝕能力較大的兩相流體，選擇流速要低一些.對(duì)紙漿等磨蝕能力較小的兩相流體.可選擇流速高一些，另外還要根據(jù)不同的兩相流的物理、化學(xué)性質(zhì)選用合適的里襯、電極材料.五、結(jié)束語(yǔ)設(shè)計(jì)兩相流輸送配管時(shí).為了防止沉淀、堵塞，同時(shí)使兩相流對(duì)輸送管內(nèi)壁磨蝕小，壓力損失小,一股流速使兩相流達(dá)到懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就可以了。因此，流量測(cè)域段管道-般要進(jìn)行縮徑處理。筆者建議采用如圖3所示的安裝方式，即采用圓錐角小于】5。的漸縮昇徑管，這種角度的漸縮異徑管可以視為直管段。這樣可以減小壓力損失，不增加直管段長(zhǎng)度，方便安裝和維護(hù)。同時(shí)使用口徑小的電磁流量計(jì)也降低了儀表投資。選擇電磁流糖計(jì)時(shí)還要根據(jù)流體的性質(zhì)及所確定的流速，選擇適當(dāng)?shù)睦镆r及電極材料和功能.以便使儀表可壽長(zhǎng)久地;運(yùn)行。R考文獻(xiàn)I鐘聲玉,王克光主編.流體力學(xué)和熱工理論基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社、1981.72III田裕郎等編著流量測(cè)量手冊(cè).中國(guó)計(jì)量出版社.1寒7.6X-R正交分解技術(shù)在遇流檢測(cè)中的應(yīng)用空日/許軍丁h*摘罷本文介紹了應(yīng)用于謁流檢測(cè)系統(tǒng)中的X-R正交分解器原理及實(shí)現(xiàn).并從不時(shí)的*茬來源對(duì)其進(jìn)行了分析，給出了X-R正交分解器的應(yīng)用結(jié)果及特點(diǎn).關(guān)催詢渦流檢測(cè)X-R正交分解器相敏檢波（PSD）,_-一，.一、引B