摘要：電磁流量(liang)計 開始應用于(yú)多相流流量測(ce)量,運用有限元(yuán)軟件Ansys對電磁流(liu)量計中存在非(fei)導電物體建立(lì)徑向仿真模型(xíng),在徑向截面上(shàng)研究了🏃‍♂️流量計(ji)中含有非導電(diàn)物質時流量計(ji)的響應特性,并(bing)以此分析💋了含(hán)水率不💁同對流(liú)量計信号的影(ying)響,爲電磁流量(liàng)計在多相流🈲測(ce)量中提供一定(dìng)的依據。
　　電磁流(liu)量計具有對流(liu)速分布不太敏(mǐn)感及管道中無(wu)阻🈲礙流動的部(bù)件等”,将其應用(yòng)于多相流中時(shí)具有獨✉️特的優(yōu)點,但電磁流量(liang)計的基本理論(lùn)是建立在單相(xiang)流上的。根據電(diàn)磁感應定律,外(wài)加磁場中通過(guò)導電流體時,流(liú)體切割磁力線(xian)可産生感應電(dian)動💯勢,依據感應(yīng)電動勢的大小(xiao)可以測量流體(ti)的速度和流量(liàng)。當流體中出現(xian)非導電物質時(shí)如油氣泡等💋),流(liú)量計感應電動(dong)勢會發生變化(hua)，影響流量測量(liang)結果,因此分析(xi)非導電😘物質對(dui)流量計的響應(yīng)特性是很有必(bi)要的。
　　運用有限(xiàn)元軟件Ansys對電磁(ci)流量計測量中(zhong)出現油氣泡建(jiàn)立徑向截面仿(pang)真模型,在此模(mo)型下研究油氣(qi)泡對電磁流量(liàng)計敏感場的影(ying)響,同時對流體(ti)中含水率不同(tong)時流量計的響(xiǎng)應特性進行研(yán)究,研究結果可(kě)爲多相流的電(diàn)磁感應測量提(tí)供一定的理論(lùn)⁉️依據。
1敏感度定(dìng)義0
　　電磁流量計(jì)的基本方程爲(wei):
 
式中
A一對所有(yǒu)空間積分;
B一磁(cí)場強度;
j一虛電(diàn)流密度,是一個(gè)完全由A上的電(diàn)邊界條件所決(jué)💛定的量;
U一兩電(dian)極的電勢差;
V一(yi)流體速度。
　　虛電(diàn)流決定着電磁(cí)流量計測量區(qū)域權值函數的(de)分布情況,也就(jiu)影響着電磁流(liu)量計内部敏感(gǎn)場分布情況爲(wei)了定量地考查(chá)流量計内部非(fei)導電物質對電(dian)磁❓流量計🈲敏感(gan)場的分布🏃🏻影響(xiang),定義c爲敏感場(chǎng)靈敏度:
 
　　其中jx表(biǎo)示有非導電物(wù)質虛電流在x方(fāng)向上的分量💁,x方(fāng)向即☁️電極方向(xiang);力爲沒有非導(dao)電物質時虛電(diàn)流在x方向上的(de)分量。
2非導電物(wu)質對流量計影(yǐng)響徑向仿真
　　探(tan)讨在電磁流量(liang)計徑向截面位(wei)置開始出現油(you)氣泡時❌電磁🙇‍♀️流(liu)量計感應信号(hao)的響應情況。在(zài)仿真模‼️型中📐,設(she)定💔這樣-一個過(guo)程,在連續時刻(kè)t1、t2、t3、t4流量計電極位(wèi)置的🔴徑向截面(mian)上分别開始出(chū)現一🏃🏻‍♂️個油氣泡(pao)非導電物質),在(zai)1s時刻出🎯現的4個(gè)油氣泡的半徑(jing)變大。在這一過(guo)程中🈲，研究非導(dǎo)電物質軸氣泡(pào))的增加與變化(hua)對流量計輸出(chū)信号的影響情(qing)況;這一過程中(zhong),流體中的含水(shui)率也在變化,同(tong)時研究含水率(lǜ)對流量計的影(ying)響情況.
 
　　圖1所示(shi)爲流量計截面(miàn)中油氣泡非導(dǎo)電物質)增加與(yu)變化🌈時的Ansys仿真(zhēn)圖,圖la~e中分别顯(xian)示的是t1~t5時刻虛(xu)電流x方⭐向分量(liàng)的An-sys圖。
　　對Ansys仿真實(shí)驗數據通過Matlab進(jin)行結果分析。圖(tu)2a~e分别爲1~Is時刻流(liú)體中存在油氣(qì)泡流量計測量(liang)區域虛電流在(zài)x方向.上的分布(bù)圖及其等勢圖(tú)。從圖中可以看(kan)出:當流體中油(yóu)氣泡增加時✊,流(liú)量計測量區🙇‍♀️域(yu)的敏感場發生(shēng)變化，且流體中(zhong)油氣泡越多,對(duì)流量計測量區(qū)域敏感場影🈲響(xiǎng)越大。爲了更客(kè)觀地反應這種(zhǒng)現象🔴,下面運用(yòng)敏感場靈敏度(du)e進一步進行研(yan)究。
 
3仿真結果分(fen)析
　　爲了清晰地(dì)獲得以上5種情(qíng)況下油氣泡對(dui)流量計虛🈲電流(liu)分布的影響,運(yun)用敏感場靈敏(min)度來刻畫非導(dǎo)電物質在不🙇‍♀️同(tong)情況下對流量(liàng)計敏感場靈敏(min)度的響應特性(xing)。圖💞3所示爲☀️以上(shàng)5種多個非導電(dian)物質存在情況(kuàng)對🈚流量計敏🥵感(gan)場靈敏🌏度響應(ying)特🙇🏻性分析。從🏃‍♀️圖(tú)3中可以看出,随(sui)着非導電物質(zhi)的個數在流體(tǐ)中的增加,流量(liàng)💘計敏感場靈敏(mǐn)度也不斷增加(jia)，說明對電磁流(liu)量計的輸出信(xin)号的影響也越(yuè)大.圖3中t3時刻敏(min)感場靈敏度c較(jiao)t2時☁️刻增加較小(xiao)，這是🔞13;時刻增加(jia)的油氣泡較小(xiǎo)，而在t1~t5時刻增加(jiā)的油氣泡較大(dà)時🌈,流量計敏感(gǎn)場靈敏度c變化(huà)較大,說明流體(ti)中出現較大的(de)油氣泡對流量(liàng)計測量影響較(jiao)大。
 
　　圖4所示爲流(liu)體中含水率與(yu)流量計感應電(diàn)流之間關系。從(cóng)圖4中可以看出(chu),随着流量計流(liu)體中含水率的(de)增加,流體中虛(xū)電流特☎️性（Jb./Jw)也逐(zhú)漸增加。虛電流(liú)特性指的是流(liu)體中含有非導(dao)電⭐物質時虛電(diàn)流Jb與流體爲全(quan)水狀态下虛電(dian)流Jw的比值。從仿(páng)真圖上可以🏃看(kan)出:流體中含水(shuǐ)率與流⭕量計的(de)輸出結果不是(shi)簡單的線性關(guan)系,含水率越大(dà),流量計截面就(jiù)越接近全水狀(zhuang)态下的測量值(zhi)。
 
4結束語
　　運用有(yǒu)限元軟件對電(dian)磁流量計含有(you)非導電物質鈾(you)氣🐇泡)時對😍流量(liang)計敏感場進行(háng)徑向建模仿真(zhēn)分析,在建立的(de)仿🐆真模型.上分(fèn)析了流體中出(chu)現--系列非導電(diàn)物質時對流量(liàng)計傳感🈲器截面(mian)上敏感場的影(yǐng)響情況💃🏻,同時也(ye)得到了含水率(lü)與流量☁️計感應(yīng)信号之間的關(guān)系。仿真結果可(kě)爲電磁流量計(jì)在多相㊙️流的測(cè)量提供一定的(de)依據。

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