電磁流量計測量固液兩相流質(zhì)體流量時測量段流速的選擇.docx

1、（河北谷紡現(xiàn)建瘢計院.石家莊050051電磁流量計測量固液兩相流質(zhì)體流量時測量段流速的選擇王小梅旻測量固液兩相波體中團體順粒分布不均勻時的流量將會產(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，選擇適當(dāng)?shù)牧魉賹⒖梢詼p少這類流量測謖楚和使灣量儀表長久可壽地運行.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.一般把電磁流量計作為測量兩相流流量的首選儀表。兩相流流量測量段（測量段包括電磁流量計檢測部分和要求的直管段）流速偏高時.一般對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，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，從而降低儀表測量準(zhǔn)確度：增大維護工作量.選擇測量段兩相流的合理流速才能使電磁流量計準(zhǔn)確測量兩相流流量和長期可靠地運行.并可以減小維修、維護工作量，二、電磁流-計對測-介質(zhì)的要求從電磁流量計的原理和特征的基本方法程式來看，它對被測量介質(zhì)有一定要求。電磁流魚計是基于法拉弟電磁感應(yīng)定律工作的。圖1是電磁流量計基本原理示意圖。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；場強為8的均勻磁場與介質(zhì)流動方向垂直；兩電極連線與流速方向和磁場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）流體流速為軸對稱分布?？梢缘贸鰧?yīng)介質(zhì)平均流速的感應(yīng)電動勢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，般電磁流量計基本特征方程。電磁流域計出廠標(biāo)定時.一般用自來水作為流體介質(zhì)的原因是，電磁流量計在這種工作狀態(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)無關(guān)，因此用水標(biāo)定后的電磁流拭計就可以測拭其它滿足這一條件的流體介質(zhì)；制造廠受條件的限制，一般不可能用實測流體標(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測量兩相流流量時.要想使測量準(zhǔn)確，就必須使兩相流滿足或非常接近上述四項條件。三、因液兩相流體流動狀志及影響在管路中流動的兩相流可分為懸移質(zhì)和推移質(zhì)兩種運動狀態(tài)。懸移質(zhì)運動是指在整個流動過程中，固體顆粒懸浮在流體之中，隨著流體的流動而運動；推移質(zhì)運動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而運動。懸移質(zhì)運動又可分為均質(zhì)懸移質(zhì)運動和非均質(zhì)懸移質(zhì)運動均質(zhì)懸移質(zhì)運動是指固體顆粒均勻地分布在流體中無濃度梯度的懸移質(zhì)運動；非均質(zhì)懸移質(zhì)運動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)運動。進行兩相流流量測量時.測量段流體必須

5、達到均質(zhì)懸移質(zhì)運動狀態(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,將使被測介質(zhì)不能滿足“電導(dǎo)率均勻且各向同性"的要求，會產(chǎn)生測量誤差。(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“流速軸對稱分布”的要求，同樣會產(chǎn)生測最誤差。另外.由于兩相流電固相和液相對電磁流址計里襯的磨蝕能力不同,如果測量時長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).使電磁流址計檢測部圓形管徑奇變，被溥兩相流流速分布非軸對稱狀態(tài)姑劇.從而產(chǎn)生測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)生新的測量誤差和增加維護工作最(清洗電極和內(nèi)襯周期縮短"以上情況產(chǎn)生的測量誤差，定量分析困難.一般無法用計算方法修正和其它方法補償，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)測量兩相流流量時，除流速可以通過改變管徑適當(dāng)改變外,其它與流動狀態(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)確地測量兩相流流量的要求。我們通過一個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中如圖2所示(測最兩相流流量時.一般把電磁流量計安裝于垂直管道上.流體自下向上流動)。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。因為A=(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，

8、固體顆粒隨流體上升；F】+F,=G時，固體顆粒處于懸浮狀態(tài)；Fi+RVG時,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：膏可在做精確計算時C由實驗確定.在一般匚計歆技術(shù)1997.4程計算中.當(dāng)雷諾數(shù)Re在101000之間時C取13/?ei當(dāng)&在10,2X10,之間時C取0.48。以上雖然是按圓形固體顆粒進行分析的，但它對非圓形顆粒也是適用的。測量兩相流流笊時，測最段的流速必須要大于懸浮速度s一般根據(jù)所測兩相流對電磁流量計里襯磨蝕能力大小等綜合因素來確定。理論和實踐表明，同樣的兩相流體.速度越高對同樣的電W*計

9、里襯、電極磨蝕越嚴(yán)重。因此對砂漿、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)束語設(shè)計兩相流輸送配管時.為了防止沉淀、堵塞，同時使兩相流對輸送管內(nèi)壁磨蝕小，壓力損失小,一股流速使兩相流達到懸移質(zhì)運動狀態(tài)就可以了。因此，流量測域段管道-般要進行縮徑處理。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，不增加直管段長度，方便安裝和維護。同時使用口徑小的電磁流量計也降低了儀表投資。選擇電磁流糖計時還要根據(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.以便使儀表可壽長久地;運行。R考文獻I鐘聲玉,王克光主編.流體力學(xué)和熱工理論基礎(chǔ).機械工業(yè)出版社、1981.72III田裕郎等編著流量測量手冊.中國計量出版社.1寒7.6X-R正交分解技術(shù)在遇流檢測中的應(yīng)用空日/許軍丁h*摘罷本文介紹了應(yīng)用于謁流檢測系統(tǒng)中的X-R正交分解器原理及實現(xiàn).并從不時的*茬來源對其進行了分析，給出了X-R正交分解器的應(yīng)用結(jié)果及特點.關(guān)催詢渦流檢測X-R正交分解器相敏檢波（PSD）,_-一，.一、引B