在電磁流量計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中已經(jīng)確保挖泥船在淤泥或細(xì)粉沙土土質(zhì)的施工條件下進(jìn)行,同時(shí)必須使管內(nèi)泥漿濃度在合理范圍,即在一個(gè)較寬的流速范圍內(nèi)工作而不至于形成段塞流甚至管道堵塞等極端情況,因此需要把水下泥泵真空壓力設(shè)置在合理范圍。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,根據(jù)船上壓力歷史數(shù)據(jù),設(shè)置真空壓力值范圍為[0.5MPa,12.0MPa]。
具體實(shí)驗(yàn)步驟如下。
步驟1不斷近似等間距地增加艙內(nèi)泵的輸出功率從而改變流速。
步驟2在每個(gè)固定的輸出功率下,讓系統(tǒng)穩(wěn)定工作一段時(shí)間后,通過(guò)調(diào)整絞刀的挖深得到依次遞增的泥漿濃度并記錄泥漿的瞬時(shí)濃度。
步驟3在每個(gè)固定的輸出功率下,從管口放入標(biāo)志物并記錄其放入時(shí)間及到達(dá)管口的時(shí)間,從而得到漂浮物的度越時(shí)間。實(shí)驗(yàn)中輸送管徑的長(zhǎng)度為5000m,因此得到的平均流速的相對(duì)誤差較小,具有客觀性。
圖5顯示電磁流量計(jì)測(cè)量的瞬時(shí)流速(對(duì)應(yīng)方法1)近乎平緩,由于輸出功率的增加幅度并不足夠大,使得電磁流量計(jì)本身的輸出不能反映出整個(gè)艙內(nèi)泵輸出功率導(dǎo)致的實(shí)際流速的增加,而且由于整體含率逐漸增加,輸出流速甚至有下降趨勢(shì)。這與實(shí)際工況和經(jīng)驗(yàn)不符,因?yàn)楹实脑黾硬豢赡芨靖淖兞魉俚淖兓厔?shì),而使用本文方法計(jì)算得到的流速(對(duì)應(yīng)方法2)有明顯上升趨勢(shì),并在艙內(nèi)泵輸出功率穩(wěn)定時(shí)趨于平穩(wěn),與艙內(nèi)泵的輸出功率基本一致。
表2進(jìn)一步比較了電磁流量計(jì)按照3種方法計(jì)算的平均流速。其中,平均流速是指由電磁流量計(jì)輸出流速的平均值；修正流速是指用本研究提出的方法計(jì)算的流速的平均值；客觀流速是指通過(guò)標(biāo)示物測(cè)得的流速平均值。實(shí)驗(yàn)中濃度數(shù)據(jù)使用射線源密度計(jì)得到,考慮到船上上游射線源密度計(jì)與下游電磁流量計(jì)相距1.5m,因此將射線源密度計(jì)的濃度測(cè)量值序列向后移動(dòng)一定長(zhǎng)度,該移動(dòng)長(zhǎng)度根據(jù)標(biāo)示物的平均流速值除1.5m后得到。
由表2可知,相比于標(biāo)示物測(cè)得的客觀流速,本文方法計(jì)算的平均流速明顯更加接近實(shí)際值。按照相對(duì)誤差標(biāo)準(zhǔn),在整個(gè)流速測(cè)量過(guò)程中,流速越高相應(yīng)測(cè)量誤差越小,本文方法的相對(duì)誤差從10.30%降低到7.23%。而僅僅依賴于已有電磁流量計(jì)所測(cè)量的流速,不僅相對(duì)誤差更大,而且隨著流速和濃度的增大而增大,相對(duì)誤差從12.30%增大到17.28%。上述結(jié)果表明，本文提出的流速計(jì)算方法更加合理和客觀。 |
