摘要(yao)：電磁流量(liang)計 開始應(ying)用于多相(xiang)流流量測(ce)量,運用有(you)限元軟件(jian)Ansys對電💯磁流(liu)量計中存(cun)在非導電(dian)物體建立(li)徑向仿真(zhen)模型,在🔅徑(jing)向截面上(shang)研究了流(liu)量計中含(han)有非導電(dian)物質時流(liu)量計的響(xiang)應特性,并(bing)以此分析(xi)💘了含水率(lü)不同對流(liu)量🐅計信号(hao)的影響,爲(wei)電磁流量(liang)計在多相(xiang)流測量中(zhong)提供一定(ding)的依據。
　　電(dian)磁流量計(ji)具有對流(liu)速分布不(bu)太敏感及(ji)管道中💯無(wu)阻礙🥰流動(dong)的部件等(deng)”,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(ding)律,外加磁(ci)場中通過(guo)導電流體(ti)時,流體切(qie)割磁力線(xian)可産生感(gan)應電動勢(shi),依據感應(ying)電動勢的(de)大小可以(yi)測量流體(ti)的速度和(he)流量。當流(liu)體中出現(xian)非導電🌏物(wu)質時如油(you)氣泡等),流(liu)量計感🤟應(ying)電動勢會(hui)發😍生變化(hua)，影響流量(liang)測量結果(guo),因此分析(xi)非導電物(wu)質對流量(liang)計的響應(ying)特性是💋很(hen)有必要的(de)。
　　運用有限(xian)元軟件Ansys對(dui)電磁流量(liang)計測量中(zhong)出現油氣(qi)泡建立徑(jing)向❌截面仿(pang)真模型,在(zai)此模型下(xia)研究油氣(qi)泡對電磁(ci)流量㊙️計敏(min)🏒感場✂️的影(ying)響,同時對(dui)流體中含(han)水率不同(tong)時流量計(ji)的響應特(te)性進行研(yan)究,研究結(jie)果可爲多(duo)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(ji)的基本方(fang)程爲:
 
式中(zhong)
A一對所有(you)空間積分(fen);
B一磁場強(qiang)度;
j一虛電(dian)流密度,是(shi)一個完全(quan)由A上的電(dian)邊界條件(jian)所決定的(de)量;
U一兩電(dian)極的電勢(shi)差;
V一流體(ti)速度。
　　虛電(dian)流決定着(zhe)電磁流量(liang)計測量區(qu)域權值函(han)數的分布(bu)情🏃🏻況,也⚽就(jiu)影響着電(dian)磁流量計(ji)内部敏感(gan)場分布情(qing)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(min)感場靈敏(min)度:
 
　　其中jx表(biao)示有非導(dao)電物質虛(xu)電流在x方(fang)向上的分(fen)量,x方向即(ji)電極方向(xiang);力爲沒有(you)非導電物(wu)質時虛電(dian)流在x方向(xiang)上的分量(liang)。
2非導電物(wu)質對流量(liang)計影響徑(jing)向仿真
　　探(tan)讨在電磁(ci)流量計徑(jing)向截面位(wei)置開始出(chu)現油氣泡(pao)🌈時電磁♍流(liu)🔴量計感應(ying)信号的響(xiang)應情況。在(zai)仿真模型(xing)中,設定這(zhe)樣-一個過(guo)程,在連續(xu)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(you)氣泡非導(dao)電物質),在(zai)1s時刻出🥵現(xian)的4個油氣(qi)泡的半徑(jing)變大。在這(zhe)一過程中(zhong)，研究非導(dao)電物質軸(zhou)氣泡)的增(zeng)加與變化(hua)對流量計(ji)輸出信号(hao)的影響情(qing)況;這一過(guo)程中,流💁體(ti)中的含水(shui)率也在變(bian)化,同時研(yan)究含水率(lü)對流量⛹🏻‍♀️計(ji)的影響情(qing)況.
 
　　圖1所示(shi)爲流量計(ji)截面中油(you)氣泡非導(dao)電物質)增(zeng)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(tu)。
　　對Ansys仿真實(shi)驗數據通(tong)過Matlab進行結(jie)果分析。圖(tu)2a~e分别爲1~Is時(shi)🏃‍♂️刻流🎯體中(zhong)存在油氣(qi)泡流量計(ji)測量區域(yu)虛電流在(zai)x方向.上的(de)分布圖及(ji)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼其等勢圖(tu)。從圖中可(ke)以看出:當(dang)流體中油(you)氣泡增加(jia)時,流量計(ji)測量區域(yu)的敏感場(chang)發生變化(hua)，且流體中(zhong)油氣泡越(yue)多,對流量(liang)計測量區(qu)👣域敏感場(chang)影響越大(da)。爲了✂️更客(ke)觀地反✂️應(ying)這種現象(xiang)🙇🏻,下面運用(yong)敏感場靈(ling)敏度e進一(yi)步進行研(yan)究。
 
3仿真結(jie)果分析
　　爲(wei)了清晰地(di)獲得以上(shang)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(chang)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(wei)以上5種多(duo)個非導電(dian)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(kan)出,随着非(fei)導電物質(zhi)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(jia)，說明對電(dian)磁流量計(ji)的輸🌏出信(xin)号的影響(xiang)也越大.圖(tu)3中t3時刻🐅敏(min)感場靈敏(min)度c較t2時刻(ke)增加較小(xiao)，這是13;時刻(ke)增加的油(you)氣泡較小(xiao)，而在t1~t5時刻(ke)增加的油(you)氣泡較大(da)時⭐,流量計(ji)敏感場靈(ling)敏度♌c變化(hua)較大,說明(ming)流體中出(chu)現較大🔞的(de)油氣泡對(dui)流量計測(ce)量影響較(jiao)大。
 
　　圖4所示(shi)爲流體中(zhong)含水率與(yu)流量計感(gan)應電流之(zhi)間💞關系。從(cong)圖4中可以(yi)看出,随着(zhe)流量計流(liu)體中含水(shui)率的增加(jia),流體中虛(xu)電流特💋性(xing)（Jb./Jw)也逐漸增(zeng)加。虛電流(liu)特🍉性指的(de)是流體中(zhong)含有非導(dao)電物質時(shi)🐉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(pang)真圖上可(ke)以看出:流(liu)體中含水(shui)率與流量(liang)計的輸出(chu)🌍結果不是(shi)簡單的線(xian)性關系🆚,含(han)水率越大(da),流量計截(jie)面就越接(jie)近全水狀(zhuang)态下的測(ce)量值。
 
4結束(shu)語
　　運用有(you)限元軟件(jian)對電磁流(liu)量計含有(you)非導電物(wu)質鈾🚶‍♀️氣泡(pao))時對流量(liang)計敏感場(chang)進行徑向(xiang)建模仿真(zhen)分析,在建(jian)立的仿真(zhen)模型.上分(fen)析了流體(ti)中出現--系(xi)列非導電(dian)物質時對(dui)流量計傳(chuan)感器截面(mian)上敏感場(chang)的影響情(qing)況,同時也(ye)得到了含(han)水率與流(liu)量🌂計感應(ying)信♈号之間(jian)的關系。仿(pang)真結果可(ke)爲電磁流(liu)🍉量計在多(duo)相🈲流的測(ce)量提供一(yi)定的依據(ju)。

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