摘要(yào)：電磁流量(liang)計 開始應(yīng)用于多相(xiàng)流流量測(cè)量,運用有(you)限元軟件(jiàn)Ansys對電磁流(liu)量計中存(cun)在非導電(dian)物體建立(lì)徑向仿真(zhen)模型,在徑(jing)向截面上(shang)研🐇究了流(liu)量計中含(hán)有非導電(diàn)物質時流(liú)量計的響(xiang)應特性,并(bìng)以🛀🏻此分析(xi)了含水率(lǜ)不同對流(liu)量計信号(hào)的影響,爲(wèi)電磁流量(liang)計🛀🏻在多相(xiàng)流測量中(zhong)提供一定(ding)的依據🚶。
　　電(diàn)磁流量計(ji)具有對流(liú)速分布不(bu)太敏感及(jí)管道中無(wu)阻礙流動(dòng)的部件等(děng)”,将其應用(yong)于多相流(liu)中時具有(you)獨特的優(you)點,但電磁(ci)流🐉量計的(de)基本理論(lun)是建立在(zai)單相流上(shang)的。根據電(dian)磁感應☔定(dìng)律,外加磁(cí)場中通⭕過(guò)導電流體(tǐ)時,流體切(qiē)割磁力線(xian)可産生感(gan)應電動😍勢(shi),依據感應(yīng)電動勢的(de)大小可以(yi)測量流體(ti)的速度🙇🏻和(hé)流量。當流(liú)體中出現(xiàn)非導電物(wu)質時如油(yóu)氣✉️泡等),流(liu)量計感👌應(ying)電動⚽勢會(hui)發生變化(huà)，影響流量(liàng)測量結果(guo)✊,因此分析(xī)非導電物(wù)質對流量(liang)計的響應(ying)特性是很(hen)有必要的(de)。
　　運用有限(xiàn)元軟件Ansys對(duì)電磁流量(liàng)計測量中(zhong)出現油氣(qi)泡建立☎️徑(jìng)向截面仿(páng)真模型,在(zài)此模型下(xia)研究油氣(qi)泡對📱電磁(ci)流量計敏(mǐn)感場的影(yǐng)響,同時對(duì)流體中含(han)水率不🛀同(tóng)時流量計(jì)的響應特(tè)✂️性進行研(yán)究,研究結(jie)果可爲多(duō)相流的電(dian)✂️磁感應測(ce)✨量提供一(yi)定的理論(lun)👄依據。
1敏感(gan)度定義0
　　電(dian)磁流量計(jì)的基本方(fāng)程爲:
 
式中(zhong)
A一對所有(you)空間積分(fèn);
B一磁場強(qiáng)度;
j一虛電(diàn)流密度,是(shi)一個完全(quán)由A上的電(diàn)邊界條件(jian)所決🏃🏻定的(de)🔴量;
U一兩電(diàn)極的電勢(shi)差;
V一流體(tǐ)速度。
　　虛電(diàn)流決定着(zhe)電磁流量(liàng)計測量區(qū)域權值函(han)數的分布(bu)🏃🏻‍♂️情況,也就(jiu)影響着電(dian)磁流量計(jì)内部敏感(gǎn)場分布情(qíng)㊙️況爲了定(ding)量地考查(cha)流量計内(nei)部非導電(dian)物質對電(dian)磁流量計(ji)👈敏感場的(de)分布影響(xiang),定義c爲敏(mǐn)感場靈敏(mǐn)度:
 
　　其中jx表(biao)示有非導(dǎo)電物質虛(xu)電流在x方(fāng)向上的分(fen)量,x方向💔即(jí)電極方向(xiàng);力爲沒有(yǒu)非導電物(wu)質時虛電(dian)流在x方🈲向(xiàng)上🈲的分量(liàng)。
2非導電物(wu)質對流量(liàng)計影響徑(jing)向仿真
　　探(tàn)讨在電磁(ci)流量計徑(jing)向截面位(wei)置開始出(chū)現油氣泡(pào)💃時電磁流(liú)🌏量計感應(yīng)信号的響(xiǎng)應情況。在(zai)仿真模型(xíng)中,設定這(zhè)樣-一個過(guo)程🚶,在連續(xù)時刻t1、t2、t3、t4流量(liang)計電極位(wei)置的‼️徑向(xiang)截面上分(fen)别開始出(chu)現一個油(yóu)氣泡非導(dǎo)電物質),在(zai)1s時刻出現(xian)的4個油氣(qi)泡的半徑(jìng)變大。在🌈這(zhe)一過程中(zhong)，研究非導(dǎo)電物質軸(zhóu)氣泡)的增(zēng)加與變🤟化(huà)對流量計(ji)輸出信号(hào)的影響情(qíng)況;這一過(guo)程💞中,流體(ti)中的含水(shuǐ)率也在變(bian)化,同時研(yan)究含水率(lü)對流量計(jì)的影響情(qing)況.
 
　　圖1所示(shi)爲流量計(jì)截面中油(yóu)氣泡非導(dao)電物質)增(zēng)加與變化(hua)時🈲的😘Ansys仿真(zhen)圖,圖la~e中分(fen)别顯示的(de)是t1~t5時刻虛(xu)電流x方向(xiang)分量的An-sys圖(tú)。
　　對Ansys仿真實(shí)驗數據通(tōng)過Matlab進行結(jié)果分析。圖(tu)2a~e分别爲1~Is時(shi)🌍刻流體中(zhong)存在油氣(qì)泡流量計(ji)測量區域(yu)虛電流在(zài)㊙️x方向.上的(de)分布圖及(ji)其等勢圖(tú)。從圖中可(ke)以看出:當(dang)流體中油(you)氣泡增加(jia)時,流量計(jì)測量區🔞域(yu)的敏感場(chǎng)發生變化(huà)，且流體中(zhong)油氣泡越(yue)🌍多,對流量(liàng)計測量區(qū)域敏感場(chang)影響越大(da)。爲了更客(kè)觀地反應(ying)這種現象(xiàng),下面運用(yong)敏感場靈(líng)敏度e進一(yi)步進行研(yan)究。
 
3仿真結(jié)果分析
　　爲(wei)了清晰地(dì)獲得以上(shàng)5種情況下(xia)油氣泡對(dui)流量計虛(xu)電流🌈分布(bu)的影響,運(yun)用敏感場(chǎng)靈敏度來(lai)刻畫非導(dao)電物質在(zai)不同情況(kuang)下🧡對流量(liang)計敏感場(chang)靈敏度的(de)響應特性(xing)。圖3所示爲(wèi)以上5種多(duo)個非導電(diàn)物質存在(zai)情況對流(liu)量計敏感(gan)場靈敏度(du)響應特性(xing)分析。從🈲圖(tu)3中可以看(kàn)出,随着非(fei)導電物質(zhì)的個❓數在(zai)流體中的(de)增加,流量(liang)計👉敏感場(chang)靈敏度♊也(ye)不斷增加(jiā)，說明對電(diàn)磁流量❄️計(jì)的輸出信(xin)号的影響(xiang)也越大.圖(tú)3中t3時刻敏(mǐn)感場靈敏(mǐn)度c較t2時刻(kè)增加較小(xiǎo)，這是13;時刻(kè)增加的油(you)氣泡較小(xiǎo)，而在t1~t5時刻(ke)增加的油(yóu)氣泡較大(da)時,流量計(jì)敏感場靈(líng)敏度c變化(hua)較🤞大,說明(míng)流體中出(chu)現較大的(de)油氣泡對(dui)流量計測(cè)量影響較(jiao)大。
 
　　圖4所示(shì)爲流體中(zhōng)含水率與(yǔ)流量計感(gan)應電流之(zhī)間關💚系。從(cóng)圖4中可以(yǐ)看出,随着(zhe)流量計流(liu)體中含水(shuǐ)率的增😄加(jiā),流體中虛(xu)電流特性(xìng)（Jb./Jw)也逐漸增(zēng)加。虛電流(liú)特性指的(de)是流體中(zhong)含有非導(dao)電物質時(shí)虛電流Jb與(yu)流🏃‍♂️體爲全(quan)水狀态下(xia)虛電流Jw的(de)比值。從仿(páng)真圖上可(ke)以看出:流(liú)體中♋含水(shuǐ)率與流量(liàng)計的輸出(chu)結果不是(shi)簡單的線(xian)性關系,含(han)水率越大(dà),流量計截(jié)面就越🏃🏻‍♂️接(jie)近全水狀(zhuàng)态下的測(cè)量值。
 
4結束(shu)語
　　運用有(you)限元軟件(jian)對電磁流(liú)量計含有(you)非導電物(wù)質鈾氣泡(pao))時對流量(liàng)計敏感場(chǎng)進行徑向(xiang)建模仿真(zhēn)分析,在建(jian)立的仿真(zhēn)模型.上分(fen)析了流體(tǐ)中出現--系(xi)列非導電(dian)物質時對(duì)流量計傳(chuan)感器截面(miàn)上敏感場(chang)的影響情(qing)況,同時也(ye)得到了含(han)水率與流(liú)量計感應(yīng)信号之間(jian)的關系。仿(pang)真結果可(kě)爲電磁流(liú)量計在多(duo)相⛱️流的測(cè)量提供一(yi)定的依據(jù)。

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