一种测量疏浚管道中固液两相流输送浓度的方法

本发明涉及一种测量疏浚管道中固液两相流输送浓度的方法，属于测量技术领域。

背景技术：

疏浚中固液两相流输送过程中，混合物的输送浓度测量是非常重要，因为它直接关系到管道的输送产量。目前，固液两相流在管道中输送浓度的测量仪器主要有核密度计、超声波密度计和微波浓度计三种。

放射性核浓度计是通过测量cs137、co60等放射性物质打穿固体颗粒后发生的衰变量来计算的，技术成熟，但使用前要进行精细标定，以及在使用过程中的核污染和管制手续太复杂，需要配备专职人员24小时看护，使用成本非常高。

超声波密度计测量细粉颗粒均质流的浓度较准确，但对较大颗粒，固液两相之间有一定速度差的混合物输送不合适，测量误差非常大，所以被应用在造纸业、化工行业等行业较多。

微波浓度计则是测量管道内的水分信息，当水分在被测原料内出现时整个恒定的超高频常温超导谐振探测场就会被微弱扰动，仪器中的算法就会将这种水分微弱扰动信号进行数字化分析，逆向运算后转化为矿浆浓度值，微波传感器要嵌入管道内部，输送大颗粒的时候磨损严重，另外该传感器对管道内的温度比较敏感，温度变化对浓度输出值影响很大。

因此，还没有找到既安全又较准确的测量固液两相流输送浓度的方法。

技术实现要素：

为解决现有的技术问题，本发明提供一种测量疏浚管道中固液两相流输送浓度的方法，利用两者之间的压差，以及测压点的距离即可求得混合物的输送浓度。

本发明中主要采用的技术方案为：

一种测量疏浚管道中固液两相流输送浓度的方法，具体步骤如下：

s1：在现有疏浚管道中接入一u型竖直输送管道，包括上升段泥浆输送管路、下降段泥浆输送管路和180°弯管，所述上升段泥浆输送管路、下降段泥浆输送管路的一端分别通过管道连接法兰连接在180°弯管两端，所述上升段泥浆输送管路、下降段泥浆输送管路的另一端分别通过管道连接法兰与疏浚管道连通；

s2：在上升段泥浆输送管路中沿泥浆流向从下至上依次设置测压点p1和测压点p2，测压点p1通过引压管与上升段差压传感器的高压口连接，测压点p2通过引压管与上升段差压传感器的低压口连接，在下降段泥浆输送管路中沿泥浆流向从上至下依次设置测压点p3和测压点p4，测压点p3通过引压管与下降段差压传感器的高压口连接，测压点p4通过引压管与下降段差压传感器的低压口连接，所述测压点p1到测压点p2的竖直距离与测压点p3到测压点p4的竖直距离相等；其中，测压点p1、测压点p2、测压点p3、测压点p4分别与相邻的管道连接法兰的竖直距离大于一倍的管道直径；测压点p1和测压点p2的竖直距离大于五倍的管道直径；测压点p3和测压点p4的竖直距离大于五倍的管道直径；

s3:根据上升段差压传感器和下降段差压传感器测得的压力差δp1和δp2，计算泥浆输送浓度ρm，具体计算公式如下所述：

式(1)中，δp1和δp2分别为上升段差压传感器和下降段差压传感器测得的压力差，δs是指测压点p1和测压点p2之间的竖直距离，ρw是指清水的密度。

优选地，所述上升段差压传感器和下降段差压传感器的引压管内的感压介质均为清水。

有益效果：本发明提供一种测量疏浚管道中固液两相流输送浓度的方法，具有如下优点：

(1)测量装置只需要安装在管道外部，不易磨损消耗，且对外部环境适应性强，保证了测量的稳定性。

(2)降低了测量误差，提高了测量的安全性，无需专人看护，减少了使用成本，同时保证了测量的准确性。

附图说明

图1为本发明的测量示意图。

图中：1-管道连接法兰、2-上升段泥浆输送管路、3-测压点p1、4-引压管、5-清水、6-上升段差压传感器、7-测压点p2、8-180°弯管、9-泥浆、10-下降段泥浆输送管路、11-测压点p3、12-下降段差压传感器、13-测压点p4。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本实施例涉及到的u型竖直输送管道，由上升段泥浆输送管路2、下降段泥浆输送管路10和180°弯管8组成。本实施中的u型竖直输送管道与现有疏浚管道垂直安装。其中，上升段泥浆输送管路2、下降段泥浆输送管路10的一端分别通过管道连接法兰1连接在180°弯管两端8，所述上升段泥浆输送管路2、下降段泥浆输送管路10的另一端分别通过管道连接法兰1与疏浚管道连通。

因为泥浆在上升或者下降等竖直管道输送过程中，泥浆分布比较均匀，上升段泥浆输送管路2中沿泥浆流向从下至上依次设置测压点p13和测压点p27，测压点p13通过引压管接至上升段差压传感器6的高压口，测压点p27通过引压管接至上升段差压传感器6的低压口，引压管4内的感压介质是清水5；下降段泥浆输送管路10中沿泥浆流向从上至下依次设置测压点p311和测压点p413，测压点p3通过引压管接至下降段差压传感器12的高压口，测压点p413通过引压管4接至下降段差压传感器12的低压口，引压管4内的感压介质是清水；测压点p13与测压点p27之间的竖直距离等于测压点p311与测压点p413之间的竖直距离。其中，测压点p13、测压点p27、测压点p311、测压点p413分别与相邻的管道连接法兰1的竖直距离大于的一倍的管道直径；测压点p13与测压点p27的竖直距离大于五倍的管道直径；测压点p311与测压点p413的竖直距离大于五倍的管道直径；

泥浆在竖直的上升和下降管路中输送的时候，分布比较均匀，沿程阻力系数的影响因数基本上一样的，可以认为两个管段沿程阻力系数是一样。

因此，泥浆输送浓度ρm的具体计算公式如下所述：

式(1)中，δp1和δp2分别为上升段差压传感器5和下降段差压传感器11测得的压力差，δs是指测压点p1和测压点p2之间的竖直距离，同时亦是测压点p3和测压点p4之间的竖直距离，ρw是指清水的密度。

本发明的浓度计算公式是根据垂直上升、下降的管道上的四个压差推导出来的，不适合水平和小角度管道，为了更加环保和准确的测量管道浓度，故在现有的输送管道上要配备垂直上升和下降管道。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。