JP2877269B2 - 粘度・密度同時連続測定装置 - Google Patents
粘度・密度同時連続測定装置Info
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- JP2877269B2 JP2877269B2 JP33769891A JP33769891A JP2877269B2 JP 2877269 B2 JP2877269 B2 JP 2877269B2 JP 33769891 A JP33769891 A JP 33769891A JP 33769891 A JP33769891 A JP 33769891A JP 2877269 B2 JP2877269 B2 JP 2877269B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粘度・密度同時連続測
定装置に関する。
定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プロセス用粘度計としては従来、回転式
粘度計や細管式粘度計が知られ、またプロセス用密度計
としてはガンマ線密度計が知られているが、これらはい
ずれも単一機能製品である。また、回転式粘度計，細管
式粘度計では流体通路が狭く、固体粒子を含む流体では
詰まりが発生易い。
粘度計や細管式粘度計が知られ、またプロセス用密度計
としてはガンマ線密度計が知られているが、これらはい
ずれも単一機能製品である。また、回転式粘度計，細管
式粘度計では流体通路が狭く、固体粒子を含む流体では
詰まりが発生易い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、回転式粘度
計や細管式粘度計で、ＣＯＭ（Ｃｏａｌ Ｏｉｌ Ｍｉ
ｘｔｕｒｅ）やＣＷＭ（Ｃｏａｌ Ｗａｔｅｒ Ｍｉｘ
ｔｕｒｅ）のようなスラリー燃料や、パルプの蒸解工程
にてソーダ回収ボイラーで燃焼される蒸解廃液（一般に
黒液という）等のように固体粒子を含む液体の粘度を測
定する場合、流体通路が狭いため閉塞を起こしたり、固
体粒子が回転体に衝突する衝撃によって、測定値がばら
つくなどの不具合がある。一方、ＣＯＭ，ＣＷＭ，黒液
のプロセス用密度計としては、γ線密度計が広く使われ
ているが、これは放射能同位元素を使用する関係上、国
家試験に合格した資格者が必要であり、γ線密度計から
一定範囲内には自由に立入りできない管理区域を設けな
ければならない等の管理上の制約がある。
計や細管式粘度計で、ＣＯＭ（Ｃｏａｌ Ｏｉｌ Ｍｉ
ｘｔｕｒｅ）やＣＷＭ（Ｃｏａｌ Ｗａｔｅｒ Ｍｉｘ
ｔｕｒｅ）のようなスラリー燃料や、パルプの蒸解工程
にてソーダ回収ボイラーで燃焼される蒸解廃液（一般に
黒液という）等のように固体粒子を含む液体の粘度を測
定する場合、流体通路が狭いため閉塞を起こしたり、固
体粒子が回転体に衝突する衝撃によって、測定値がばら
つくなどの不具合がある。一方、ＣＯＭ，ＣＷＭ，黒液
のプロセス用密度計としては、γ線密度計が広く使われ
ているが、これは放射能同位元素を使用する関係上、国
家試験に合格した資格者が必要であり、γ線密度計から
一定範囲内には自由に立入りできない管理区域を設けな
ければならない等の管理上の制約がある。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、構造簡単かつコスト低廉で、ＣＯＭ，ＣＷ
Ｍ，黒液等の固体粒子含有液でも迅速かつ、省力的に、
しかも高精度で測定することのできるプロセス制御に好
適で経済的な粘度・密度同時連続測定装置を提供するこ
とを目的とする。
たもので、構造簡単かつコスト低廉で、ＣＯＭ，ＣＷ
Ｍ，黒液等の固体粒子含有液でも迅速かつ、省力的に、
しかも高精度で測定することのできるプロセス制御に好
適で経済的な粘度・密度同時連続測定装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために、請求項１の
発明は、被測定流体が流れるほぼ水平又は傾斜した第１
の管路と、同管路に縦列的に接続されたほぼ垂直又は傾
斜した第２の管路と、上記各管路にそれぞれ設定された
測定区間の両端の差圧をそれぞれ検出する差圧計と、上
記縦列管路を流れる被測定流体の流量を検出する流量計
とを具えてなる粘度・密度測定装置において、上記両管
路の測定区間長を互いに等しくするとともにその測定区
間の高低差を互いに異にしたことを特徴とする。
発明は、被測定流体が流れるほぼ水平又は傾斜した第１
の管路と、同管路に縦列的に接続されたほぼ垂直又は傾
斜した第２の管路と、上記各管路にそれぞれ設定された
測定区間の両端の差圧をそれぞれ検出する差圧計と、上
記縦列管路を流れる被測定流体の流量を検出する流量計
とを具えてなる粘度・密度測定装置において、上記両管
路の測定区間長を互いに等しくするとともにその測定区
間の高低差を互いに異にしたことを特徴とする。
【０００６】また、請求項２の発明は、被測定流体が流
れるほぼ水平又は傾斜した第１の管路と、同管路に縦列
的に接続されたほぼ垂直又は傾斜した第２と第３の管路
と、上記各管路にそれぞれ設定された測定区間の両端の
差圧をそれぞれ検出する差圧計と、上記縦列管路を流れ
る被測定流体の流量を検出する流量計とを具えてなる粘
度・密度測定装置において、上記第２と第３の両管路の
高低差を同一にするとともに、一方の管路に上向きに他
方の管路に下向きにそれぞれ被測定流体を流すことを特
徴とする。
れるほぼ水平又は傾斜した第１の管路と、同管路に縦列
的に接続されたほぼ垂直又は傾斜した第２と第３の管路
と、上記各管路にそれぞれ設定された測定区間の両端の
差圧をそれぞれ検出する差圧計と、上記縦列管路を流れ
る被測定流体の流量を検出する流量計とを具えてなる粘
度・密度測定装置において、上記第２と第３の両管路の
高低差を同一にするとともに、一方の管路に上向きに他
方の管路に下向きにそれぞれ被測定流体を流すことを特
徴とする。
【０００７】
【作用】一般に直径ｄ，長さＬの管内を粘度ηの流体が
流速ｕの層流状態で流れる場合の摩擦による圧力損失Δ
Ｐは、ハーゲン・ポアズイユの式（１） ΔＰ＝３２ηＬｕ／ｄ2 ……（１） で表される。水平管の場合は、この摩擦による圧力損失
のみであるが、垂直管を流体が上向きに流れる場合の全
差圧は上記の摩擦による圧力損失ΔＰに流体高さに相当
する重量分の圧力が加わり、流体の密度をρとすると、
垂直管で測定される全差圧は式（２）で ΔＰｖ＝３２ηＬｕ／ｄ2 ＋９．８０６６５×ρ／Ｌ……（２） で表される。従って、先に示したように、管径ｄ及び長
さＬが既知の縦列接続された水平管と垂直管に流体を流
し、流体流量と、それぞれの管に生じる差圧を測定する
ことにより、粘度ηと密度ρを同時に求めることが可能
となる。
流速ｕの層流状態で流れる場合の摩擦による圧力損失Δ
Ｐは、ハーゲン・ポアズイユの式（１） ΔＰ＝３２ηＬｕ／ｄ2 ……（１） で表される。水平管の場合は、この摩擦による圧力損失
のみであるが、垂直管を流体が上向きに流れる場合の全
差圧は上記の摩擦による圧力損失ΔＰに流体高さに相当
する重量分の圧力が加わり、流体の密度をρとすると、
垂直管で測定される全差圧は式（２）で ΔＰｖ＝３２ηＬｕ／ｄ2 ＋９．８０６６５×ρ／Ｌ……（２） で表される。従って、先に示したように、管径ｄ及び長
さＬが既知の縦列接続された水平管と垂直管に流体を流
し、流体流量と、それぞれの管に生じる差圧を測定する
ことにより、粘度ηと密度ρを同時に求めることが可能
となる。
【０００８】
【実施例】本発明をソーダ回収ボイラーにおける黒液に
適用した実施例を図面について説明すると、図１はその
第１実施例を示す系統図、図２は図１による測定結果を
示す図、図３は本発明の第２実施例を示す系統図、図４
は図３による測定結果を示す図である。
適用した実施例を図面について説明すると、図１はその
第１実施例を示す系統図、図２は図１による測定結果を
示す図、図３は本発明の第２実施例を示す系統図、図４
は図３による測定結果を示す図である。
【０００９】まず図１に示す第１実施例において、通
常、黒液は黒液タンク１から黒液噴射ポンプ２を介して
黒液ヒーター３で所定温度に加熱された後、黒液メイン
配管４を経て、黒液回収ボイラー５に送られ、噴霧燃焼
される。ここで、この黒液の一部は黒液ヒーター３の出
口から分岐して本発明に係る粘度・密度測定装置１１に
導入され、定量ポンプ１２を介して、一定流量で本装置
１１を流れ、アッシュ混合タンク６へ排出される。その
際、水平配管１３の水平配管用差圧計１４および垂直配
管１６の垂直配管用差圧計１７による差圧測定値と電磁
流量計１５による黒液流量測定値から下記の要領で黒液
の粘度および密度が求められる。
常、黒液は黒液タンク１から黒液噴射ポンプ２を介して
黒液ヒーター３で所定温度に加熱された後、黒液メイン
配管４を経て、黒液回収ボイラー５に送られ、噴霧燃焼
される。ここで、この黒液の一部は黒液ヒーター３の出
口から分岐して本発明に係る粘度・密度測定装置１１に
導入され、定量ポンプ１２を介して、一定流量で本装置
１１を流れ、アッシュ混合タンク６へ排出される。その
際、水平配管１３の水平配管用差圧計１４および垂直配
管１６の垂直配管用差圧計１７による差圧測定値と電磁
流量計１５による黒液流量測定値から下記の要領で黒液
の粘度および密度が求められる。
【００１０】一般に直径ｄ［ｍ］，長さＬ［ｍ］の管内
を粘度η［Ｐａ・ｓ］の流体が、流速ｕ［ｍ／ｓ］の層
流状態で流れる場合の摩擦による圧力損失ΔＰ［Ｐａ］
はハーゲン・ポアズイユの式 ΔＰ＝３２ηＬｕ／ｄ２……（１） で表される。水平管の場合は、この摩擦による圧力損失
のみであるので、本実施例では水平配管１３の両端の差
圧ΔＰＨを水平管用差圧計１４にて計測し、式（１）に
基づいて粘度ηを求める。一方、垂直配管１６では、黒
液が上向きに流れるので、その全差圧は上記の摩擦によ
る圧力損失ΔＰに黒液高さに相当する重量分の圧力が加
わる。すなわち、流体の密度をρ［ｋｇ／ｍ３］とする
と垂直配管で測定される全差圧ΔＰＶは ΔＰＶ＝３２ηＬｕ／ｄ２＋９．８０６６５×ρ／Ｌ……（２） で表される。従って、先に示したように、管径ｄおよび
長さＬが既知の水平管と垂直管に流体を流し、流体流量
と、それぞれの管に生ずる差圧を測定することにより、
粘度ηと密度ρを同時に求めることが可能となる。
を粘度η［Ｐａ・ｓ］の流体が、流速ｕ［ｍ／ｓ］の層
流状態で流れる場合の摩擦による圧力損失ΔＰ［Ｐａ］
はハーゲン・ポアズイユの式 ΔＰ＝３２ηＬｕ／ｄ２……（１） で表される。水平管の場合は、この摩擦による圧力損失
のみであるので、本実施例では水平配管１３の両端の差
圧ΔＰＨを水平管用差圧計１４にて計測し、式（１）に
基づいて粘度ηを求める。一方、垂直配管１６では、黒
液が上向きに流れるので、その全差圧は上記の摩擦によ
る圧力損失ΔＰに黒液高さに相当する重量分の圧力が加
わる。すなわち、流体の密度をρ［ｋｇ／ｍ３］とする
と垂直配管で測定される全差圧ΔＰＶは ΔＰＶ＝３２ηＬｕ／ｄ２＋９．８０６６５×ρ／Ｌ……（２） で表される。従って、先に示したように、管径ｄおよび
長さＬが既知の水平管と垂直管に流体を流し、流体流量
と、それぞれの管に生ずる差圧を測定することにより、
粘度ηと密度ρを同時に求めることが可能となる。
【００１１】上記第１実施例において、Ｌ＝０．７ｍ，
ｄ＝０．０２８ｍとしてサンプル１，２，３，４につい
てそれぞれ異なる黒液流量および温度の黒液密度を求め
た結果を図２に示す。この試験結果によれば、粘度は精
密粘度計による測定値とほぼ同一の測定値が得られる
が、黒液流量が増えるにつれて、密度は比重びん法によ
る密度測定値に比してより小さくなる傾向を示してい
る。これは、黒液の高さに相当する重量分の圧力は黒液
と管壁との摩擦による圧力損失に比して小さいものの、
黒液の流れ方向に運動エネルギが働くためと考えられ
る。
ｄ＝０．０２８ｍとしてサンプル１，２，３，４につい
てそれぞれ異なる黒液流量および温度の黒液密度を求め
た結果を図２に示す。この試験結果によれば、粘度は精
密粘度計による測定値とほぼ同一の測定値が得られる
が、黒液流量が増えるにつれて、密度は比重びん法によ
る密度測定値に比してより小さくなる傾向を示してい
る。これは、黒液の高さに相当する重量分の圧力は黒液
と管壁との摩擦による圧力損失に比して小さいものの、
黒液の流れ方向に運動エネルギが働くためと考えられ
る。
【００１２】次に、図３に示す第２実施例において、図
１と同一の符号はそれぞれ同図と同一の部材を示し、第
２実施例が第１実施例と異なるところは、第１実施例の
垂直配管１６および垂直配管用差圧計１７の下流に黒液
が下向きに流れる同径等長の垂直配管１８およびその差
圧計１９を挿入したことにある。
１と同一の符号はそれぞれ同図と同一の部材を示し、第
２実施例が第１実施例と異なるところは、第１実施例の
垂直配管１６および垂直配管用差圧計１７の下流に黒液
が下向きに流れる同径等長の垂直配管１８およびその差
圧計１９を挿入したことにある。
【００１３】この第２実施例においては、流れ方向に働
く運動エネルギによる圧力損失への影響をΔＰｆとする
と、垂直管で測定される全差圧ΔＰＴは 上向き流の場合 ΔＰＴＵ＝９．８０６６５ρ／Ｌ＋３２ηＬｕ／ｄ２−Δ Ｐｆ…（３） 下向き流の場合 ΔＰＴＤ＝９．８０６６５ρ／Ｌ−３２ηＬｕ／ｄ２ ＋Δ Ｐｆ…（４） で表される。従って、式（３）と式（４）の和を測定す
ることによって、流れ方向に働く運動エネルギによる圧
力損失への影響を除くことが可能となり、両式の和は式
（５）となる。 ΔＰＴ＝ΔＰＴＵ＋ΔＰＴＤ＝２×９．８０６５ρ／Ｌ…（５） 結局第２実施例では水平管の場合、ハーゲンポアズイユ
の式（１）よりηを求めることとなる。また、前記の上
向き流れおよび下向き流れの垂直管の両差圧より式
（５）でρが求まる。なお、上記実施例においては、水
平管および垂直角の２本の管を使用したが、原理的にい
って、２本の管はその幾何学的大きさ及びその高低差が
判明していれば、傾斜管でも本発明は成立する。しか
し、一般的には計算は複雑となる。
く運動エネルギによる圧力損失への影響をΔＰｆとする
と、垂直管で測定される全差圧ΔＰＴは 上向き流の場合 ΔＰＴＵ＝９．８０６６５ρ／Ｌ＋３２ηＬｕ／ｄ２−Δ Ｐｆ…（３） 下向き流の場合 ΔＰＴＤ＝９．８０６６５ρ／Ｌ−３２ηＬｕ／ｄ２ ＋Δ Ｐｆ…（４） で表される。従って、式（３）と式（４）の和を測定す
ることによって、流れ方向に働く運動エネルギによる圧
力損失への影響を除くことが可能となり、両式の和は式
（５）となる。 ΔＰＴ＝ΔＰＴＵ＋ΔＰＴＤ＝２×９．８０６５ρ／Ｌ…（５） 結局第２実施例では水平管の場合、ハーゲンポアズイユ
の式（１）よりηを求めることとなる。また、前記の上
向き流れおよび下向き流れの垂直管の両差圧より式
（５）でρが求まる。なお、上記実施例においては、水
平管および垂直角の２本の管を使用したが、原理的にい
って、２本の管はその幾何学的大きさ及びその高低差が
判明していれば、傾斜管でも本発明は成立する。しか
し、一般的には計算は複雑となる。
【００１４】上記第２実施例においても、Ｌ＝０．７
ｍ，ｄ＝０．０２８ｍとして、各サンプルについてそれ
ぞれ異なる黒液流量および温度の黒液について粘度およ
び密度を求めた結果、図４の数値を得た。これによれ
ば、図２の測定値に比して、流量が変化しても密度の測
定値は手分析値との差が小さくなっていることが判る。
なお、粘度手分析値は精密回転粘度計で、また、密度手
分析値は比重びん法により求めた。
ｍ，ｄ＝０．０２８ｍとして、各サンプルについてそれ
ぞれ異なる黒液流量および温度の黒液について粘度およ
び密度を求めた結果、図４の数値を得た。これによれ
ば、図２の測定値に比して、流量が変化しても密度の測
定値は手分析値との差が小さくなっていることが判る。
なお、粘度手分析値は精密回転粘度計で、また、密度手
分析値は比重びん法により求めた。
【００１５】要するに、請求項１，請求項２の発明によ
れば、それぞれ構造簡単かつコスト低廉で、ＣＯＭ，Ｃ
ＷＭ，黒液等の固体粒子含有液でも迅速かつ、省力的
に、しかも高精度で測定することのできるプロセス制御
に好適で経済的な粘度・密度同時連続測定装置を得るか
ら、本発明は産業上極めて有益なものである。
れば、それぞれ構造簡単かつコスト低廉で、ＣＯＭ，Ｃ
ＷＭ，黒液等の固体粒子含有液でも迅速かつ、省力的
に、しかも高精度で測定することのできるプロセス制御
に好適で経済的な粘度・密度同時連続測定装置を得るか
ら、本発明は産業上極めて有益なものである。
【図１】本発明の第１実施例を示す系統図である。
【図２】図１による測定結果を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す系統図である。
【図４】図３による測定結果を示す図である。
１ 黒液タンク ２ 黒液噴射ポンプ ３ 黒液ヒーター ４ 黒液メイン配管 ５ 回収ボイラー ６ アッシュ混合タンク １１ａ，１１ｂ 粘度・密度測定装置 １２ 定量ポンプ １３ 水平配管 １４ 水平配管用差圧計 １５ 電磁流量計 １６ 垂直配管 １７ 垂直配管用差圧計 １８ 垂直配管 １９ 垂直配管用差圧計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内村 典秋 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社 長崎造船所内 (56)参考文献 特開 平２−183702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−57833（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−39453（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 11/02 - 11/08 G01N 9/00 - 9/36 F22B 1/20 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 被測定流体が流れるほぼ水平又は傾斜し
た第１の管路と、同管路に縦列的に接続されたほぼ垂直
又は傾斜した第２の管路と、上記各管路にそれぞれ設定
された測定区間の両端の差圧をそれぞれ検出する差圧計
と、上記縦列管路を流れる被測定流体の流量を検出する
流量計とを具えてなる粘度・密度測定装置において、上
記両管路の測定区間長を互いに等しくするとともにその
測定区間の高低差を互いに異にしたことを特徴とする粘
度・密度同時連続測定装置。 - 【請求項２】 被測定流体が流れるほぼ水平又は傾斜し
た第１の管路と、同管路に縦列的に接続されたほぼ垂直
又は傾斜した第２と第３の管路と、上記各管路にそれぞ
れ設定された測定区間の両端の差圧をそれぞれ検出する
差圧計と、上記縦列管路を流れる被測定流体の流量を検
出する流量計とを具えてなる粘度・密度測定装置におい
て、上記第２と第３の両管路の高低差を同一にするとと
もに、一方の管路に上向きに他方の管路に下向きにそれ
ぞれ被測定流体を流すことを特徴とする粘度・密度同時
連続測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33769891A JP2877269B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 粘度・密度同時連続測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33769891A JP2877269B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 粘度・密度同時連続測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149860A JPH05149860A (ja) | 1993-06-15 |
| JP2877269B2 true JP2877269B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=18311119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33769891A Expired - Fee Related JP2877269B2 (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 粘度・密度同時連続測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2877269B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3655569B2 (ja) * | 2001-09-06 | 2005-06-02 | 大陽日酸株式会社 | ガス成分濃度測定方法及び装置 |
| JP2015052547A (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-19 | トヨタ自動車株式会社 | 計測装置、電極板製造装置及びこれらの方法 |
-
1991
- 1991-11-27 JP JP33769891A patent/JP2877269B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05149860A (ja) | 1993-06-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19981216 |
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