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一种液固混合物密度的连续测定装置及其测定方法
| 专利名称： | 一种液固混合物密度的连续测定装置及其测定方法 |
| 摘要： | 本发明公开了一种液固混合物密度的连续测定装置，包括承接体，承接体的下方设有圆柱体，承接体的底部设有接料管，接料管的一端与设置在承接体底部的导流口对接，接料管的另一端从圆柱体内部伸出，并与导流管的一端对接，导流管的另一端盘绕在圆柱体的外壁上；圆柱体的底部内壁上设有称重传感器。本发明还公开了一种液固混合物密度的连续测定方法，解决了现有液固混合物密度测定方法存在的测量误差大的问题。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 申请人： | 西安文理学院 |
| 发明人： | 徐阳扬;陈明;荣博文 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请日期： | 1900-01-20T22:00:00+0805 |
| 发布日期： | 1900-01-20T19:00:00+0805 |
| 申请号： | CN202010080184.2 |
| 公开号： | CN111175181A |
| 代理机构： | 西安弘理专利事务所 |
| 代理人： | 张皎 |
| 分类号： | G01N9/04;G01N9/36;G;G01;G01N;G01N9;G01N9/04;G01N9/36 |
| 申请人地址： | 710065 陕西省西安市科技六路1号 |
| 主权项： | 1.一种液固混合物密度的连续测定装置，其特征在于，包括承接体，承接体的下方设有圆柱体，承接体的底部设有接料管，接料管的一端与设置在承接体底部的导流口对接，接料管的另一端从圆柱体内部伸出，并与导流管的一端对接，导流管的另一端盘绕在圆柱体的外壁上；圆柱体的底部内壁上设有称重传感器。 2.一种液固混合物密度的连续测定方法，其特征在于，具体包括如下步骤： 步骤1，计算液固混合物在运行切线方向上的推力Fpt和垂直于管壁的推力Fpt； 步骤2，对导流管进行受力分析，根据导流管在水平方向上的压力Fhp计算液固混合物重量； 步骤3，根据液固混合物的体积V求液固混合物的实时密度Pm； 步骤4，计算液固混合物种实时固体含量密度Ps： 步骤5，计算一个测量周期内，液固混合物的体积Utotal； 步骤6，计算导流管中固液混合物的重量Gh(t)及质量M(t)； 步骤7，在t时刻到t+1时刻的△t时间间隔内，计算液固混合密度值P‘m； 步骤8，根据加权平均法对步骤3和步骤7所求密度值进行修正。 3.根据权利要求2所述的一种液固混合物密度的连续测定方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程为： 当液固混合物在导流管中时，会同时受到两个力的作用；这两个力分别是液固混合物受到向下的重力AB和导流管管道内壁给它的垂直于管壁的推力AC；这两个力产生的合力AD与导流管管壁平行，在合力AD的推动下，液固混合物沿着导流管加速螺旋下降，并最终从导流管下端管口排出； 导流管的切线方向与水平方向的夹角为a，且导流管管壁对液固混合物的推力方向与液固混合物的运动切线方向垂直，由此可以得出 ∠CDA＝90°–a (2)； ∠DCA＝a (3)； DA＝sina×AB (4)； 即液固混合物在运动切线方向上的推力大小为 Fpt＝sina×Gh (5)； 而管壁对液固混合物的垂直于管壁的推力大小为 Fpr＝cosa×Gh (6)。 4.根据权利要求3所述的一种液固混合物密度的连续测定方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程为: 液固混合物会对导流管管壁的垂直方向产生一个与Fpr大小相同、方向相反的压力Fvt；压力Fvt会形成两个分力效果，一个垂直方向的压力Fvp，一个向水平方向的压力Fhp； Fpr＝-Fvt (7)； Fvp＝cosa×Fvt (8)； Fhp＝sina×Fvt (9)； 根据公式(10)求出液固混合物重量Gh： 5.根据权利要求4所述的一种液固混合物密度的连续测定方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为： 已知，螺旋形导流管长度L、导流管的半径r，可以得出液固混合物的体积V为： V＝πr2L (11)； 根据体积V得出液固混合物的实时密度Pm为： 6.根据权利要求5所述的一种液固混合物密度的连续测定方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程为： 已知纯净液体的密度Pp得到液固混合物中的实时固体含量密度Ps为： Ps＝Pm-Pp (13)。 7.根据权利要求6所述的一种液固混合物密度的连续测定方法，其特征在于，所述步骤5的具体过程为：在导流管的起始端和终端，通过流量计测出液固混合物的进入导流管的初始速度VF(t)和最后流出导流管的最终速度VL(t)，再根据的液固混合物在导流管管道中从开始流入到最后流出的时间T，可以得出一次完整测量周期内，液固混合物的体积Utotal为： 8.根据权利要求7所述的一种液固混合物密度的连续测定方法，其特征在于，所述步骤6的具体过程为： 根据称重传感器测出导流管上垂直于水平面的分力Fvp，根据如下公式(15)～(16)可以得出任一时刻t，导流管中固液混合物的重量Gh(t)及质量M(t)为： 9.根据权利要求8所述的一种液固混合物密度的连续测定方法，其特征在于，所述步骤7的具体过程为： 从t时刻到t+1时刻的△t时间间隔内，将导流管内的液固混合物分为：存留部分质量Mc(t)、排出部分质量Mo(t)、流入部分质量Mi(t)，各部分的质量计算过程为： M(t)＝Mc(t)+Mo(t) (17)； M(t+1)＝Mc(t)+Mi(t) (18)； 可以得出 Mi(t)-Mo(t)＝M(t+1)-M(t) (19)； Mi(t)＝VF(t)*πr2*△t*P’m (20)； Mo(t)＝VL(t)*πr2*△t*P‘m (21)； 则液固混合密度值P‘m为： 10.根据权利要求9所述的一种液固混合物密度的连续测定方法，其特征在于，所述步骤8的具体过程为： 根据如下公式(23)对步骤3和步骤7所求的液固混合物密度值进行修正： |
| 所属类别： | 发明专利 |
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