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1、紙漿濃度檢測紙漿濃度對造紙過程來說，是一個重要參數(shù)，它不僅影響各個生產(chǎn)過程中漿料的質(zhì)量，而且直接影響到紙張成品質(zhì)量的物理標(biāo)準(zhǔn)。因此控制好各個環(huán)節(jié)的紙漿濃度，對保證漿料和紙張的質(zhì)量以及減小原材料的消耗都極其重要。由于紙漿流體的特殊性，一般把紙漿分為中濃（一般大于2％）和低濃（低于2％）。中濃紙漿測量儀表一般是利用紙漿流動時對感測元件所表現(xiàn)出來的壓力損失與濃度有一定的關(guān)系來測量的低濃紙漿濃度測量儀多是利用紙漿對光的吸收、散射和透射能力與紙漿濃度有關(guān)的特性來工作的。一、中濃紙漿濃度的測量為了深刻了解紙漿濃度測量的原理和在使用時應(yīng)注意的問題，以便在不同工藝條件下正確選擇紙漿濃度測量儀表，保證測量精度。
2、下面首先簡介紙漿的流動特性與濃度的關(guān)系，然后給出幾種常用中濃紙漿濃度測量儀表。由于紙漿是液態(tài)水、固態(tài)纖維和氣態(tài)空氣組成的三相非均勻懸浮液。其流動特性受到諸如濃度、纖維種類、打漿度、填料量、流速、溫度等多種因素影響，比較復(fù)雜。從大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，紙漿的流動特性可定性描述如下：由于紙漿特有的網(wǎng)狀物性質(zhì)，當(dāng)紙漿運(yùn)動流經(jīng)固體物質(zhì)（如管壁、轉(zhuǎn)子、攪拌器等）表面時，固體表面對紙漿運(yùn)動會產(chǎn)生明顯的阻力使紙漿產(chǎn)生壓力損失。例如，下圖所示的是四種不同濃度的未漂硫酸鹽漿，在100m管道中流動實(shí)驗(yàn)所得的壓力損失曲線。大量實(shí)驗(yàn)證明，盡管不同漿料的壓力損失不同，但曲線的形狀有近似性。從圖中曲線可見，在一定的流速范圍內(nèi)
3、，存在壓力損失的最大值D，最小值F，與水在同一流動條件下的壓力損失相比，又有交點(diǎn)H和壓力衰減點(diǎn)I。為了研究方便，根據(jù)紙漿流速可分成四個區(qū)域：（1）局部環(huán)栓流區(qū)（a區(qū)）當(dāng)紙漿流速比較低，即在臨界速度（約0.3～0.6m/s）以下，見圖中D線左側(cè)段，紙漿沿管道運(yùn)動時的壓力損失，主要是由紙漿與管壁接觸時紙漿纖維對管壁產(chǎn)生的摩擦力和紙漿纖維層之間的摩擦力決定，并且紙漿纖維對管壁的摩擦力比纖維各層之間的摩擦力大。在其它條件不變的情況下，紙漿濃度越大，壓力損失也越大。例如，對于化學(xué)漿，壓力損失與濃度的關(guān)系可由下面經(jīng)驗(yàn)公式表示：或式中?P?壓力損失（mmH2O/100m）；C?紙漿濃度（％）；V?紙漿流速（
4、m/s）；D?管道直徑（mm）；K?常數(shù)；F?取決于紙漿種類、pH值、溫度的常數(shù)。顯然，如果紙漿種類、pH值、溫度、流速和管道直徑一定，可通過測量紙漿在管道中的壓力損失?P來測量濃度C。（2）層流水環(huán)栓流區(qū)（b區(qū)）當(dāng)紙漿速度提高時，各纖維之間的摩擦（連結(jié)）力增加，當(dāng)高于臨界速度時，見圖中DF段，這時，各纖維之間的摩擦力就比纖維對管壁的摩擦力大，并且當(dāng)紙漿沿管壁滑動時，其各層纖維沒有相對移動而開始成為“活塞”。同時在內(nèi)摩擦力的作用下，在管壁－液體分界面處發(fā)生了纖維的分離，并沿流束中心線的方向發(fā)生放射型的壓縮而形成層流狀態(tài)的水環(huán)，該水環(huán)減小了管壁－液體之間的摩擦力，因而使得總壓力損失減小，當(dāng)然，壓
5、力減小的程度與纖維的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度密切相關(guān)。（3）湍流和減阻區(qū)（c、d區(qū)）在通常紙漿流速（約2m/s以下）時，水環(huán)運(yùn)動具有分層特征，但當(dāng)紙漿流速繼續(xù)提高時，其運(yùn)動就成為湍流，壓力損失增大，見圖中FH段。尤其到了HI段，紙漿變?yōu)榛炝骰蛲耆牧鳡顟B(tài)，其壓力損失更為增大。由上述紙漿的流動特性可以看出，當(dāng)紙漿與固體（管道或測量元件）之間的相對流速小于臨界速度時，它們之間產(chǎn)生的摩擦力（壓力損失）主要由紙漿濃度決定，同時與紙漿流速、漿種、pH值和溫度等因素有關(guān)。但當(dāng)它們之間的相對速度大于臨界速度時，由于水環(huán)和湍流的產(chǎn)生，摩擦力與濃度之間的關(guān)系較為復(fù)雜，具有不確定性。因此在利用紙漿在流動過程中產(chǎn)生摩擦力來測量紙漿
6、濃度時，要把紙漿與測量元件之間的相對流速限制在臨界速度之下，并要穩(wěn)定或補(bǔ)償紙漿流速、溫度、漿種等因素的影響，只有這樣，才能保證紙漿濃度和摩擦力之間的單值對應(yīng)關(guān)系。這是在設(shè)計和使用這種變送器中必須注意的問題。2．刀式紙漿濃度變送器在紙漿管道上設(shè)置一個固定物體（如圓鐵棒）作為感測元件，如圖（a）所示，當(dāng)紙漿流動時，速度為V0的紙漿在碰到固定物體時，前緣部分的紙漿速度將降為零，而管道內(nèi)其余的紙漿則繼續(xù)以V0速度流動。由于紙漿特殊的纖維結(jié)構(gòu)，這些繼續(xù)以V0速度流動著的紙漿將帶動前緣速度為零的纖維沿物體表面流動，并且使得這部分纖維流速由零逐漸增大。圖2彎刀表面纖維層和水層的形成V0-管道中紙漿流速VC-
7、臨界速度（0.3-0.6m/s）這種流線型是伴隨著纖維對物體表面及其纖維層之間的摩擦而發(fā)生的。當(dāng)纖維離開固定物體時，它們混入到總的紙漿流中，且速度恢復(fù)為V0。因此紙漿纖維對檢測元件表面產(chǎn)生摩擦力，該摩擦力的大小取決于紙漿濃度，紙漿濃度越高，摩擦力越大。因此，可通過測量該摩擦力的大小來間接測量濃度。采用上述原理組成變送器時，還要解決好兩個問題：一是上述感測元件除了受到紙漿纖維的摩擦力以外，還有紙漿對
