JPH0126009B2 - - Google Patents
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- JPH0126009B2 JPH0126009B2 JP4615281A JP4615281A JPH0126009B2 JP H0126009 B2 JPH0126009 B2 JP H0126009B2 JP 4615281 A JP4615281 A JP 4615281A JP 4615281 A JP4615281 A JP 4615281A JP H0126009 B2 JPH0126009 B2 JP H0126009B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid particles
- transport line
- flow rate
- air
- line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、複数ラインでの搬送中の固体粒子
（粉流体）の流量測定装置に関するものである。
（粉流体）の流量測定装置に関するものである。
［従来の技術］
例えば、微粉炭等の固体粒子を空気輸送する場
合、この固体粒子の供給量を何んらかの手段で知
る必要があるが、従来、固体粒子の供給量を知る
手段として、固体粒子の供給点に秤量装置を設置
する手法と、インパクト流量計を設置する手法と
がある。
合、この固体粒子の供給量を何んらかの手段で知
る必要があるが、従来、固体粒子の供給量を知る
手段として、固体粒子の供給点に秤量装置を設置
する手法と、インパクト流量計を設置する手法と
がある。
第１図は秤量装置の一例を示す構成図である。
この装置は、固体粒子を一時的に保持するホツパ
ー１と、輸送ライン（図示せず）に固体粒子を供
給する供給機２と、計量装置３とを含むものであ
り、計量装置３でホツパー１内に保持された固体
粒子の重量を計量し、計量した固体粒子を供給機
２から供給するものである。
この装置は、固体粒子を一時的に保持するホツパ
ー１と、輸送ライン（図示せず）に固体粒子を供
給する供給機２と、計量装置３とを含むものであ
り、計量装置３でホツパー１内に保持された固体
粒子の重量を計量し、計量した固体粒子を供給機
２から供給するものである。
インパクト流量計は、固体粒子を自然落下させ
て板で受け、この際生じる衝撃力を利用して流量
を測定するものである。
て板で受け、この際生じる衝撃力を利用して流量
を測定するものである。
［発明が解決しようとする問題点］
前記従来の秤量装置を設置する場合は、全体装
置が相当大がかりとなりその設備費が高くなるう
えに、設置スペースも広いものを必要とする。ま
た、第２図に示すように、１台の秤量装置４から
多数の輸送ライン５に固体粒子を供給する場合、
全体の固体粒子の供給量は測定できても、各々の
ラインの固体粒子の流量は測定できないという問
題点がある。
置が相当大がかりとなりその設備費が高くなるう
えに、設置スペースも広いものを必要とする。ま
た、第２図に示すように、１台の秤量装置４から
多数の輸送ライン５に固体粒子を供給する場合、
全体の固体粒子の供給量は測定できても、各々の
ラインの固体粒子の流量は測定できないという問
題点がある。
また、インパクト流量計を使用した場合は輸送
ラインの途中に固体粒子を自然落下させる設備を
必要とする他、多くの付帯設備を必要とし、設備
費は高くまた設置面積も広くなる。
ラインの途中に固体粒子を自然落下させる設備を
必要とする他、多くの付帯設備を必要とし、設備
費は高くまた設置面積も広くなる。
ここにおいて、本発明は、複数の輸送ラインの
各々の流量測定が可能でしかも構成簡単にして設
備費が安価で、設置面積も少ない固体粒子の流量
測定装置を提供しようとするものである。
各々の流量測定が可能でしかも構成簡単にして設
備費が安価で、設置面積も少ない固体粒子の流量
測定装置を提供しようとするものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明に係る固体粒子の流量測定装置は、空気
流により固体粒子を輸送する複数の輸送ラインに
おいて、各輸送ラインの固体粒子を含有する以前
の空気流の流速と、空気と固体粒子の混合流の定
常な一定管長部に発生圧力降下を測定し、これら
の測定値を順次共通演算器に送り、各輸送ライン
に流れる固体粒子の流量を演算することを特徴と
する。
流により固体粒子を輸送する複数の輸送ラインに
おいて、各輸送ラインの固体粒子を含有する以前
の空気流の流速と、空気と固体粒子の混合流の定
常な一定管長部に発生圧力降下を測定し、これら
の測定値を順次共通演算器に送り、各輸送ライン
に流れる固体粒子の流量を演算することを特徴と
する。
［作用］
この発明においては、複数の輸送ラインの空気
流の流速と固気二相混合流の一定管長部の圧力降
下を各々測定し、これらの測定値を順次１つの演
算器で演算処理することにより、各輸送ラインに
流れる固体粒子の流量を簡単に測定する。
流の流速と固気二相混合流の一定管長部の圧力降
下を各々測定し、これらの測定値を順次１つの演
算器で演算処理することにより、各輸送ラインに
流れる固体粒子の流量を簡単に測定する。
［実施例］
第３図は本発明に係る流量測定装置の一例を示
す構成ブロツク図である。図において、５は固体
粒子の複数輸送ラインで、一端は空気供給源（図
示せず）に結合されて空気が供給され、他端は固
体粒子の輸送先（図示せず）に結合され、その途
中のＰ点において固体粒子ホツパー１から固体粒
子が各輸送ライン５に供給されている。６は各輸
送ライン５の固体粒子の供給点Ｐより上流側に
各々設置され、各々の輸送ライン５の空気流速
Uaを測定する複数の気体流量計、７は各輸送ラ
イン５の固体粒子の供給点Ｐより下流側であつ
て、空気と固体粒子の混合流体が定常な区間（固
体粒子の運動が安定した区間）に各々設置された
複数の差圧計で、各ラインにおいて同一の或る一
定距離での混合流体の圧力損失△Ｐを測定する。
８は各流体流量計６からの空気流速測定信号と、
各差圧計７からの圧力損失測定信号とを入力し、
各々タイミング制御器９によつて一定時間ずつ時
分割して各ライン毎の気体流量計出力信号と差圧
計出力信号とをペアにして順次出力する走査切換
器であり、この走査切換器８からは各ライン毎の
両測定信号が順次時分割的に出力される。１０は
これら空気流速測定信号と圧力損失測定信号とを
順次各ライン毎に受けとつてタイミング制御器９
によるタイミング制御のもとに下記のように両信
号の演算処理をする共通演算器である。
す構成ブロツク図である。図において、５は固体
粒子の複数輸送ラインで、一端は空気供給源（図
示せず）に結合されて空気が供給され、他端は固
体粒子の輸送先（図示せず）に結合され、その途
中のＰ点において固体粒子ホツパー１から固体粒
子が各輸送ライン５に供給されている。６は各輸
送ライン５の固体粒子の供給点Ｐより上流側に
各々設置され、各々の輸送ライン５の空気流速
Uaを測定する複数の気体流量計、７は各輸送ラ
イン５の固体粒子の供給点Ｐより下流側であつ
て、空気と固体粒子の混合流体が定常な区間（固
体粒子の運動が安定した区間）に各々設置された
複数の差圧計で、各ラインにおいて同一の或る一
定距離での混合流体の圧力損失△Ｐを測定する。
８は各流体流量計６からの空気流速測定信号と、
各差圧計７からの圧力損失測定信号とを入力し、
各々タイミング制御器９によつて一定時間ずつ時
分割して各ライン毎の気体流量計出力信号と差圧
計出力信号とをペアにして順次出力する走査切換
器であり、この走査切換器８からは各ライン毎の
両測定信号が順次時分割的に出力される。１０は
これら空気流速測定信号と圧力損失測定信号とを
順次各ライン毎に受けとつてタイミング制御器９
によるタイミング制御のもとに下記のように両信
号の演算処理をする共通演算器である。
このように構成した装置において、共通演算器
１０は各輸送ライン５の気体流量計６で検出する
空気流速信号Uaと差圧計７で検出する圧力変換
信号△Ｐとをタイミング制御器９を介して順次入
力し、(1)式で示される演算を行うことにより、各
輸送ライン５を流れる固体粒子の流量Gsを順次
演算する。
１０は各輸送ライン５の気体流量計６で検出する
空気流速信号Uaと差圧計７で検出する圧力変換
信号△Ｐとをタイミング制御器９を介して順次入
力し、(1)式で示される演算を行うことにより、各
輸送ライン５を流れる固体粒子の流量Gsを順次
演算する。
Gs＝π・D2・ｇ／４・Ｋ・Ua（△Ｐ−△Pa） ……(1)
この(1)式は以下のようにして導かれる。ただし
各信号は次のように定める。
各信号は次のように定める。
Ｇ：流量 ［Kg／ｓ］
Ｕ：流速 ［ｍ／ｓ］
γ：比重量 ［Kg／m3］
ｘ：輸送ライン５の距離 ［ｍ］
ｇ：重力加速度 ［ｍ／s2］
Ｄ：輸送ライン５の内径 ［ｍ］
Ａ：輸送ライン５の断面積 ［m2］
θ：輸送ライン５の水平との傾き ［度］
τ：管摩擦応力 ［Kg／m2］
λ：管摩擦係数 ［−］
φ：速度比（Us／Ua） ［−］
Ｐ：圧力 ［Kg／m2］
なお、各記号の添字ａは空気を示し、ｓは固体
粒子を示す。
粒子を示す。
第４図に示すように水平と角度θだけ傾いた輸
送ライン５において、入口圧力Ｐ、出力圧力Ｐ＋
dP／dxdxの流れの方向の微小長さdxに占める固気 二相流について運動量保存則を適用すると(2)式で
表わせる。
送ライン５において、入口圧力Ｐ、出力圧力Ｐ＋
dP／dxdxの流れの方向の微小長さdxに占める固気 二相流について運動量保存則を適用すると(2)式で
表わせる。
１／ｇ｛ｄ（Ga・Ua）／dx＋ｄ（Gs・Us）／dx｝
＝−ＡdP／dx−πDτ−γAsinθ……(2) ここで左辺第１項は気体部分の運動量の変化、
第２項は固体粒子部分の運動量の変化を示し、右
辺第１項は圧力差、第２項は管摩擦、第３項は重
力による運動量の変化を示す。
＝−ＡdP／dx−πDτ−γAsinθ……(2) ここで左辺第１項は気体部分の運動量の変化、
第２項は固体粒子部分の運動量の変化を示し、右
辺第１項は圧力差、第２項は管摩擦、第３項は重
力による運動量の変化を示す。
空気輸送のように気体と固体粒子の混合比
Gs／Gaが小さい場合には、固体粒子の占める体
積は気体の体積に比べて無視でき、固気二相流の
比重量γは(3)式で表わせる。
Gs／Gaが小さい場合には、固体粒子の占める体
積は気体の体積に比べて無視でき、固気二相流の
比重量γは(3)式で表わせる。
γ≒γa＋Gs／AUs＝γa＋γs ……(3)
また、(2)式においては気体流と固体粒子流との
相加性があるので(4)式が成立する。
相加性があるので(4)式が成立する。
dP＝dPa＋dPs
τ＝τa＋τs ……(4)
この(3)式、(4)式より気体流に対して(2)式は次の
ようになる。
ようになる。
Ga／ｇ・dUa／dx
＝−ＡdPa／dx−πDτa−γaAsinθ ……(5)
同様に固体粒子流に対して(2)式は次のようにな
る。
る。
Gs／ｇ・dUs／dx
＝−ＡdPs／dx−πDτs−Gs／Ussinθ ……(6)
固体粒子流と気体流の速度が一定の場合には、
固体粒子流と管壁との管摩擦係数λsと管摩擦応力
τsとの間および気体流と管壁との管摩擦係数λaと
管摩擦応力τaとの間には各々次式の関係が成立す
る。
固体粒子流と管壁との管摩擦係数λsと管摩擦応力
τsとの間および気体流と管壁との管摩擦係数λaと
管摩擦応力τaとの間には各々次式の関係が成立す
る。
したがつて、固体粒子流の速度が一定の場合、
すなわちdUs／dx＝０の場合には(6)式は(7)式を使つ て以下のように展開することができる。
すなわちdUs／dx＝０の場合には(6)式は(7)式を使つ て以下のように展開することができる。
−dPs／dx＝１／Ａ（πDτs＋Gs／Ussinθ）
＝１／Ａ（λsGsUs／2gD＋Gs／Ussinθ）
＝Gs／Ａ（λsUs／2gD＋sinθ／Us）
この式を距離ｘについて積分すると
△Ps＝Gs／Ａ（λsUs2gD＋sinθ／Us）ｘ
＝Gs4Ua／πD2g（λs／2D＋gsinθ／U2／a）ｘ…
…(8) (8)式において Ｋ＝（λs／2D＋gsinθ8／U2／a）ｘ ……(9) とすると(8)式は次式で表わせる。
…(8) (8)式において Ｋ＝（λs／2D＋gsinθ8／U2／a）ｘ ……(9) とすると(8)式は次式で表わせる。
△Ps＝Gs4UaＫ／πD2g ……(10)
同様に気体流の速度が一定の場合、すなわち
dUa／dx＝０の場合にはは(5)式は(7)式を使つて展開 すると次のようになる。
dUa／dx＝０の場合にはは(5)式は(7)式を使つて展開 すると次のようになる。
−dPa／dx＝１／Ａ（πDλaγaUa 28g＋γaAsinθ）
△Pa＝（λaγaUa 2／2gD＋γasinθ）ｘ ……(11)
したがつて気体流の距離ｘ間の圧力損失△Pa
は気体流の流速Uaから演算で求めることができ
る。
は気体流の流速Uaから演算で求めることができ
る。
一方、固気二相流の距離ｘ間の圧力損失△Ｐは
△Ｐ＝△Ps＋△Pa ……(12)
であるから、(10)式と(12)式から
Gs＝πD2g／４・Ｋ・Ua（△Ｐ−△Pa）……(1)
と(1)式を導くことができる。
この(1)式の係数のうち輸送ライン５の内径Ｄ、
重力加速度ｇ等の値は予め共通演算器１０に記憶
させておき、パラメータＫは共通演算器１０で気
体流量計６で測定する空気流速Uaによつて予じ
め設定された率で修正する。
重力加速度ｇ等の値は予め共通演算器１０に記憶
させておき、パラメータＫは共通演算器１０で気
体流量計６で測定する空気流速Uaによつて予じ
め設定された率で修正する。
［発明の効果］
本発明に係る固体粒子の流量測定装置は、各ラ
インにて固体粒子の供給点より上流側の空気流速
を測定するとともに、固体粒子の供給点より下流
側の空気と固体粒子との混合流体が定常な区間で
の混合流体の圧力損失を測定し、これらの測定値
を時分割的に１台の演算器で演算処理して順次各
ラインの固体粒子の流量を測定するようにしたも
ので、これを実現するための全体装置は、各ライ
ン毎の空気流量計と差圧計、及び１台の共通演算
器と走査切換器で構成でき、きわめて簡単な構成
となる。このことから従来の手法に比べ、設備費
が軽減できる他に、設置スペースを小さくできる
等の効果がある。
インにて固体粒子の供給点より上流側の空気流速
を測定するとともに、固体粒子の供給点より下流
側の空気と固体粒子との混合流体が定常な区間で
の混合流体の圧力損失を測定し、これらの測定値
を時分割的に１台の演算器で演算処理して順次各
ラインの固体粒子の流量を測定するようにしたも
ので、これを実現するための全体装置は、各ライ
ン毎の空気流量計と差圧計、及び１台の共通演算
器と走査切換器で構成でき、きわめて簡単な構成
となる。このことから従来の手法に比べ、設備費
が軽減できる他に、設置スペースを小さくできる
等の効果がある。
第１図は公知の秤量装置の一例を示す構成図、
第２図は１台の秤量装置から多数の輸送ラインに
固体粒子を供給する場合の構成図、第３図は本発
明に係る流量測定装置の実施例を示す構成ブロツ
ク図、第４図は上記実施例の原理を示す説明図で
ある。 ５……輸送ライン、Ｐ……固体粒子供給点、６
……気体流量計、７……差圧計、８……走査切換
器、９……タイミング制御器、１０……共通演算
器。
第２図は１台の秤量装置から多数の輸送ラインに
固体粒子を供給する場合の構成図、第３図は本発
明に係る流量測定装置の実施例を示す構成ブロツ
ク図、第４図は上記実施例の原理を示す説明図で
ある。 ５……輸送ライン、Ｐ……固体粒子供給点、６
……気体流量計、７……差圧計、８……走査切換
器、９……タイミング制御器、１０……共通演算
器。
Claims (1)
- １ 一端に空気供給源が結合する複数の輸送ライ
ン、各輸送ラインの輸送すべき固体粒子の供給点
より上流にて各輸送ラインに各々設置され各輸送
ラインの空気流の流速を測定する複数の空気流速
測定手段、前記固体粒子の供給点より下流側であ
つて空気と固体粒子の混合流体が定常な区間にて
各輸送ラインに各々設置され各輸送ラインの混合
流体の一定輸送距離間での圧力損失を測定する複
数の差圧測定手段、前記空気流速測定手段と差圧
測定手段からの両測定信号を入力しこれらの信号
を輸送ライン毎に時分割して順次出力する走査切
換手段、該走査切換手段から各輸送ライン毎の前
記両測定信号を順次受けとり該測定信号を演算処
理して各輸送ライン毎の前記固体粒子の流量を順
次求める共通の演算器、を具備した固体粒子の流
量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4615281A JPS57182124A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Flow rate measuring apparatus for solid particles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4615281A JPS57182124A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Flow rate measuring apparatus for solid particles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57182124A JPS57182124A (en) | 1982-11-09 |
| JPH0126009B2 true JPH0126009B2 (ja) | 1989-05-22 |
Family
ID=12739004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4615281A Granted JPS57182124A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Flow rate measuring apparatus for solid particles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57182124A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57207826A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-20 | Hideo Nagasaka | Measuring device for flow rate of pulverulent body |
| US4490077A (en) * | 1981-07-28 | 1984-12-25 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Apparatus for continuously measuring flow rate of fine material flowing through transport pipe |
| JPS601522A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-07 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 粉流体の流量測定法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5032827A (ja) * | 1973-07-23 | 1975-03-29 |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP4615281A patent/JPS57182124A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57182124A (en) | 1982-11-09 |
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