JPH0544607B2

JPH0544607B2 -

Info

Publication number: JPH0544607B2
Application number: JP4483884A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Koyanagi; Kazuya Hosono
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1984-03-10
Filing date: 1984-03-10
Publication date: 1993-07-06
Also published as: JPS60190815A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、管路で粉粒体を気送するときの固
気二相流の流量測定方法に関するものである。

管路で気送される粉粒体および搬送気体からな
る固気二相流の紛粒体の流量を測定する方法とし
て、差圧式流量計を用いて行なう方法が知られて
いる。この方法は、直管および拡大管からなる差
圧式流量計を管路の途中に設置して、直管および
拡大管における差圧を測定し、拡大管における差
圧から搬送気体流量を求め、直管における差圧と
搬送気体流量とから粉粒体流量を求めるものであ
る。

しかし、上記流量計によつて粉粒体流量を正確
に測定できる条件は、拡大管における差圧が粉粒
体に影響されず、搬送気体のみの圧力回復が得ら
れることである。すなわち、粉粒体流量／搬送気
体流量（以下固気比と称す）が小さい場合には、
拡大管における差圧に粉粒体の影響が現われない
ので、搬送気体流量を正確に測定でき、粉粒体流
量も正確に測定できる。固気比が大きくなると、
粉粒体の影響を受けて、搬送気体流量に誤差が生
じ、粉粒体流量にも誤差が生じる。従つて、微粉
炭を管路で気送して高炉へ吹込むときのように、
固気比が10近くにもなるような高固気比条件で気
送される粉粒体の流量は、精度良く測定すること
ができない。

この発明は、上述の現状に鑑み、管路で気送さ
れる粉粒体および搬送気体からなる固気二相流の
粉粒体流量と搬送気体流量とを、高固気比のとき
にも精度良く測定することのできる測定方法を提
供するもので、粉粒体が搬送気体によつて気送さ
れる管路の途中に、管に生ずる差圧を構成する差
圧成分のうちの粉粒体による差圧成分と搬送気体
による差圧成分との比が互いに異なる第２および
第２の測定用の管を直列に配管し、前記第１の測
定用の感における差圧ΔP₁および圧力P₁と、前記
第２の測定用の管における差圧成分ΔP₂および圧
力P₂と、さらに前記第１又は第２の測定用の管
における温度Ｔとを測定して、前記測定された差
圧ΔP₁、ΔP₂と圧力P₁、P₂と温度Ｔとに基づい
て、また、前記第１および第２の測定用の管にお
ける圧力P₁およびP₂が比例し、且つ、前記第１
又は第２の測定用の管における温度Ｔの変化が小
さいときには、前記第１および第２の測定用の管
における差圧ΔP₁およびΔP₂と、前記第１又は第
２の測定用の管における圧力P₁又はP₂とを測定
して、前記測定された差圧ΔP₁、ΔP₂と圧力P₁又
はP₂とに基づいて、前記粉粒体の流量と前記搬
送気体の流量とを求めることに特徴を有する。

以下、この発明の方法を説明する。

第１図は、この発明の固気二相流の流量測定方
法の実施例を示す説明図である。第１図において
１は粉粒体切出し装置、２は装置１から切出され
た粉粒体が気送される輸送管路で、粉粒体は管路
２の左方から供給される搬送気体によつて気送さ
れる。この管路２の途中には、測定用の管３およ
び４が配管されている。測定用の管３には、差圧
計５と圧力計６と温度計７とが取付けられ、測定
用の管４には、差圧計８と圧力計９とが取付けら
れている。これらの差圧計５，８、圧力計６，９
および温度計７によつて測定された差圧ΔP₁、
ΔP₂と圧力ΔP₁、ΔP₂と温度T₁の信号は、演算器
１０に入力され、演算器１０において、これらの
測定値ΔP₁、ΔP₂、P₁、P₂およびT₁に基づいて、
管路２を気送される粉粒体流量および搬送気体流
量を演算するようになつている。

次に、測定用の管３における差圧ΔP₁、圧力
P₁、温度T₁と測定用の管４における差圧ΔP₂、
圧力P₂とを用いて、粉粒体流量および搬送気体
流量を求めるときの求め方について説明する。

測定用の管３，４における差圧ΔP₁、ΔP₂は、
搬送気体流量G_a、粉粒体流量G_s、圧力P₁、P₂お
よび温度T₁の関数として近似でき、さらに、流
量G_a、G_s、圧力P₁、P₂および温度T₁の範囲を限
定するときには、これらGa、Gs、P₁、P₂および
T₁の一次式として近似できる（なお、温度とし
ては管４における温度を用いて表示することもで
きるが、変らないので管３における温度T₁で代
表させる）。すなわち、ΔP₁、ΔP₂は次のように
表わされる。

ΔP₁＝a₁₁Ga＋a₁₂Gs＋a₁₃P₁ ＋a₁₄T₁＋a₁₅ …… ΔP₂＝a₂₁Ga＋a₂₂Gs＋a₂₃P₂ ＋a₂₄T₁＋a₂₅ …… そして、、式におけるGa、Gsの係数行列
式Δ＝a₁₁a₂₂−a₁₂a₂₁が、Δ≠０の条件を満たす
ときには、、式が解けるので、G_a、G_sは、
ΔP₁、ΔP₂、P₁、P₂およびT₁を使つて、次のよう
に表わされる。

G_a＝b₁₁ΔP₁＋b₁₂ΔP₂＋b₁₃P₁ ＋b₁₄P₂＋b₁₅T₁＋b₁₆ …… G_s＝b₂₁ΔP₁＋b₂₂ΔP₂＋b₂₃P₁ ＋b₂₄P₂＋b₂₅T₁＋b₂₆ …… 従つて、、式のb₁₁〜b₁₆、b₂₁〜b₂₆の定数
を定めれば、ΔP₁、ΔP₂、P₁、P₂およびT₁を用い
て、式から搬送気体流量Gaが、式から粉粒
体流量Gsが求められる。

、式の定数b₁₁〜b₁₆、b₂₁〜b₂₆を定めるに
は、次のようにすればよい。流量が既知の搬送気
体によつて管路２で重量が既知の粉粒体を気送
し、そのたときの測定用の管３におけるΔP₁、P₁
およびT₁を、測定用の管４におけるΔP₂、P₂を
測定する。そして、この測定を、搬送気体流量、
粉粒体重量を変えて多数回行なえば、．式か
ら定数b₁₁〜b₁₆、b₂₁〜b₂₆が定まる。なお、粉粒
体流量は、粉粒体重量と搬送気体流量とから求ま
る。

演算器１０では、このような、式に基づい
て、搬送気体流量G_aと粉粒体流量G_sとを演算す
る。

この場合、係数行列式Δ＝a₁₁a₂₂−a₁₂a₂₂がΔ
＝０のときには、G_a、G_sは、式のように表
わせない。従つて、G_a、G_sが求まるためには、
Δ≠０となることが必要である。これは、管３の
差圧ΔP₁を構成する差圧成分のうちの搬送気体に
よる差圧成分a₁₁G_aと粉粒体による差圧成分a₁₂G_s
との比_a11Ga／a₁₂G_sが、管４の差圧ΔP₂を構成す
る差圧成分のうちの搬送気体による差圧成分
a₂₁G_aと粉粒体による差圧成分a₂₂G_sとの比
a₁₂G_a／a₂₂G_sと異なるように、管３と４とを選ん
で組合せれば良いことを意味する。そして、さら
に、G_a、G_sを精度良く求められるようにするた
めには、この差圧成分の比a₁₁G_a／a₁₂G_sと
a₁₂G_a／a₂₂G_sとが大きく異なつてくるように、管
３と４とを選んで組合せればよいことを意味す
る。

このような管３と４との組合せとしては、径が
互いに異なる管、直管とベンド管、鉛直管と水平
管、又は上昇管と下降管等の組合せがある。ま
た、直列に接合された異径直管のうちの一方の管
の接合部近くの点とこれからはなれた同じ管の一
点も、上記した差圧成分の比が互いに大きく異な
るようになるから、この２点で測定するようにし
てもよい。

以上の例では、測定用の管３における差圧
ΔP₁、圧力P₁、温度T₁と測定用の管４における
差圧ΔP₂、圧力P₂とを用いて、粉粒体流量Gsお
よび搬送気体流量Gaを求める場合について説明
したが、圧力P₁とP₂とが比例し、温度T₁の変化
が小さい場合には、圧力P₂は圧力P₁を用いて表
わせ、温度T₁を定数としてよいので、第２図に
示すように、測定用の管３における差圧ΔP₁およ
び圧力P₁と、測定用の管４における差圧ΔP₂とを
測定することによつて、第１図の場合と同様にし
て、粉粒体流量G_aおよび搬送気体流量G_aを求め
ることができる。すなわち、差圧ΔP₁、ΔP₂と圧
力P₁とを用いて式、式のようなG_a、G_sにつ
いての式を、次のようにたて、 G_a＝C₁₁ΔP₁＋C₁₂ΔP₂＋C₁₃P₁＋C₁₄ …… G_s＝C₂₁ΔP₁＋C₂₂ΔP₂＋C₂₃P₁＋C₂₄ …… これらの定数C₁₁〜C₁₄、C₂₁〜C₂₄を定めれば、
式、式からGa、Gsが求まる。

さらに、上記の圧力P₁の変化か小さい場合に
は、圧力P₁を定数とできるので、差圧ΔP₁とΔP₂
を用いてG_a、G_sについての式を次のようにたて
られ、 G_a＝d₁₁ΔP₁＋d₁₂ΔP₂＋d₁₃ …… G_s＝d₂₁ΔP₁＋d₂₂ΔP₂＋d₂₃ …… これらの定数d₁₁〜d₁₃、d₂₁〜d₂₃を定めること
により、式、式からGa、Gsが求まる。

第１図に示す方法によつて、高固気比の固気二
相流の搬送空気流量と粉粒体流量を測定したとき
の測定搬送空気流量（GA−ESTIMATE）と実
際の搬送空気流量（GA−TRUM）との相関を第
３図に、測定粉粒体流量（GS−ESTIMATE）
と実際の粉粒体流量（GS−TRUE）との相関を
第４図に示す。第３図、第４図から明らかなよう
に、搬送空気流量と粉粒体流量の２つとも精度良
く測定されている。

この発明の固気二相流の流量測定方法は以上の
ように構成されるので、管路で気送される粉粒体
および搬送気体からなる固気二相流の粉粒体流量
と搬送気体流量とを、高固気比のときにも精度良
く測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の固気二相流の流量測定方
法を示す説明図、第２図は、特定の条件下で第１
図に示される方法を簡易化して行なう流量測定方
法を示す説明図、第３図は、第１図に示される方
法で測定された搬送空気流量と実際の搬送空気流
量との相関を示すグラフ、第４図は、同じく、粉
粒体流量と実際の粉粒体流量との相関を示すグラ
フである。図面において、２……管路、３，４……測定用の管、５，８…
…差圧計、６，９……圧力計、７……温度計、１
０……演算器。

Claims

【特許請求の範囲】１粉粒体が搬送気体によつて気送される管路の
途中に、管に生ずる差圧を構成する差圧成分のう
ちの粉粒体による差圧成分と搬送気体による差圧
成分との比が互いに異なる第１および第２の測定
用の管を直列に配管し、前記第１の測定用の管に
おける差圧ΔP₁および圧力P₁と、前記第２の測定
用の管における差圧ΔP₂および圧力P₂と、さらに
前記第１又は第２の測定用の管における温度T₁
とを測定して、前記測定された差圧ΔP₁、ΔP₂と
圧力P₁、P₂と温度Ｔ、とに基づいて、前記搬送
気体の流量G_aを、下記式 G_a＝b₁₁ΔP₁＋b₁₂ΔP₂＋b₁₃P₁ ＋b₁₄P₂＋b₁₅T₁＋b₁₆（但し、b₁₁〜b₁₆：定数）によつて求め、そして、前記粉粒体の流量G_sを、下記式 G_s＝b₂₁ΔP₁＋b₂₂ΔP₂＋b₂₃P₁ ＋b₂₄P₂＋b₂₅T₁＋b₂₆（但し、b₂₁〜b₂₆：定数）によつて求めることを特徴とする、固気２相流の
流量測定方法。２粉粒体が搬送気体によつて気送される管路の
途中に、管に生ずる差圧を構成する差圧成分のう
ちの粉粒体による差圧成分と搬送気体による差圧
成分との比が互いに異なる第１および第２の測定
用の管を直列に配管し、前記第１および第２の測
定用の管における圧力P₁およびP₂、が比例し、
且つ、前記第１又は第２の測定用の管における温
度T₁の変化が小さいときに、前記第１および第
２の測定管における差圧ΔP₁およびΔP₂と、前記
第１の測定用の管における圧力P₁とを測定して、
前記測定された差圧ΔP₁、ΔP₂と圧力P₁とに基づ
いて、前記搬送気体の流量G_aを、下記式 G_a＝C₁₁ΔP₁＋C₁₂ΔP₂＋C₁₃P₁＋C₁₄ （但し、C₁₁〜C₁₄：定数）によつて求め、そして、前記粉粒体の流量G_sを、下記式 G_s＝C₂₁ΔP₁＋C₂₂ΔP₂＋C₂₃P₁＋C₂₄ （但し、C₂₁〜C₂₄：定数）によつて求めることを特徴とする、固気２相流の
流量測定方法。