摘要(yào)：電磁流量(liàng)計 開始應(yīng)用于多相(xiang)流流量測(ce)量,運用有(yǒu)限元軟件(jiàn)Ansys對🌈電磁流(liú)量計中存(cún)在非導電(diàn)物體建立(li)徑向仿真(zhen)模型,在☂️徑(jing)向截面上(shang)研究了流(liú)量計中含(hán)有非導電(diàn)物⭐質時流(liú)⭐量計的響(xiǎng)應特性,并(bìng)以🈚此分析(xī)了含水率(lǜ)不同對流(liú)量計信号(hào)的影響,爲(wei)電磁流量(liàng)計在多相(xiang)流測量中(zhōng)提供🌂一定(ding)的依據🛀。
　　電(diàn)磁流量計(ji)具有對流(liu)速分布不(bu)太敏感及(ji)管道中無(wú)🈲阻礙流動(dòng)的部件等(deng)”,将其應用(yòng)于多相流(liú)中時具有(you)獨特的優(yōu)點⭐,但電磁(ci)流量計的(de)基本理論(lun)是建立在(zai)單相💔流上(shàng)的🌈。根據電(dian)磁感應定(dìng)律,外加磁(ci)場中通過(guò)導電流體(tǐ)時,流體切(qie)割磁力線(xian)可産生感(gǎn)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(hé)流量。當流(liu)體中出現(xian)非導電物(wù)質時如油(you)氣泡等),流(liú)量計感應(ying)電動🔴勢會(huì)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(yīng)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(zhōng)出現油氣(qì)泡⛱️建立徑(jing)向截面仿(páng)真模型,在(zài)此模型下(xia)研究油氣(qì)泡對電磁(ci)流量計敏(min)感場的影(ying)響,同時對(dui)流體中含(hán)水率不同(tong)時流👈量計(ji)的🔞響應特(tè)性進行研(yán)究,研究結(jié)果可爲多(duo)相流的電(diàn)📐磁感應測(cè)量提供一(yi)定的理論(lùn)依據。
1敏感(gan)度定義0
　　電(diàn)磁流量計(ji)的基本方(fāng)程爲:
 
式中(zhōng)
A一對所有(you)空間積分(fèn);
B一磁場強(qiang)度;
j一虛電(dian)流密度,是(shi)一個完全(quán)由A上的電(dian)邊界條件(jiàn)所🔞決定的(de)量;
U一兩電(dian)極的電勢(shì)差;
V一流體(tǐ)速度。
　　虛電(diàn)流決定着(zhe)電磁流量(liang)計測量區(qu)域權值函(hán)數的⛷️分布(bu)情況,也就(jiù)影響着電(dian)磁流量計(jì)内部敏感(gǎn)場分布情(qing)況爲了定(dìng)量地考查(cha)流量計内(nei)部非導電(dian)物質🔞對電(diàn)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(dǎo)電物質虛(xū)電流在x方(fāng)向上的分(fèn)量,x方向即(ji)電🈲極方向(xiàng);力爲沒有(you)非導電物(wu)質時虛電(diàn)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(jìng)向仿真
　　探(tàn)讨在電磁(cí)流量計徑(jing)向截面位(wèi)置開始出(chū)現油氣🤟泡(pao)時電磁流(liu)量計感應(yīng)信号的響(xiǎng)應情況。在(zài)仿真模型(xíng)中,設定這(zhè)樣-一個過(guò)程,在連續(xu)時刻t1、t2、t3、t4流量(liang)計電極位(wei)置的徑向(xiàng)截面上分(fèn)别開始出(chū)現一個油(you)氣泡非💔導(dao)電物質),在(zai)1s時刻出🔴現(xiàn)的4個油氣(qi)泡的半徑(jing)變大。在🌈這(zhè)一過程中(zhōng)，研究非導(dao)電物質軸(zhou)氣泡)的增(zēng)加與變🏒化(hua)對流量計(jì)輸出信号(hào)的影響情(qíng)況;這一過(guò)程🥰中,流體(tǐ)中的含水(shui)率也在變(biàn)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(zēng)加與變化(huà)時的Ansys仿真(zhen)圖,圖la~e中分(fèn)别顯示的(de)是t1~t5時刻虛(xū)電㊙️流x方向(xiàng)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(tú)2a~e分别爲1~Is時(shí)刻流體中(zhōng)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(jí)🍉其等勢圖(tu)。從圖中可(ke)以看出:當(dāng)流體中油(yóu)氣泡增加(jia)時🌈,流量計(jì)測量區域(yu)的敏感場(chang)發生變化(huà)，且流體中(zhong)油氣泡越(yue)多,對流量(liang)計測量區(qu)域敏感場(chǎng)影‼️響越大(da)。爲了更客(kè)觀地反應(yīng)這種現象(xiang),下面運用(yong)敏🥰感場靈(líng)敏度e進一(yī)步進行研(yán)究。
 
3仿真結(jié)果分析
　　爲(wei)了清晰地(di)獲得以上(shàng)5種情況下(xia)油氣泡對(duì)流量計虛(xu)電流分布(bù)的影響,運(yun)用敏感場(chang)靈敏度來(lai)刻畫非導(dǎo)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(xìng)。圖3所示爲(wèi)以上5種多(duō)個非導電(diàn)物質存在(zài)情況對流(liu)量計敏感(gan)場靈敏度(dù)響應特性(xìng)分析。從圖(tú)3中可以看(kan)出,随着非(fēi)導電物質(zhi)的個數在(zài)流體中的(de)增加,流量(liàng)計敏感場(chang)靈敏度也(ye)不斷增加(jia)，說明對電(diàn)磁流量👈計(ji)的輸出信(xin)号的影響(xiǎng)也💋越大.圖(tu)3中t3時刻敏(min)感場靈敏(mǐn)度c較t2時刻(ke)增加較小(xiǎo)，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(dà)時,流量計(ji)敏感場靈(ling)敏度c變化(hua)較大,說明(míng)流體中出(chū)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(shi)爲流體中(zhōng)含水率與(yǔ)流量計感(gǎn)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(liú)體中含水(shui)率的增加(jia),流體中虛(xu)電流特性(xìng)（Jb./Jw)也逐漸增(zeng)加。虛電流(liu)特性指的(de)是流體中(zhōng)含有非導(dǎo)電物質時(shí)✌️虛電流Jb與(yǔ)流體爲全(quan)水💔狀态下(xià)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(shui)率與流量(liang)計的輸出(chū)👅結果不是(shì)簡⛹🏻‍♀️單的線(xian)性關🏃系,含(han)水率越大(dà),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(yǒu)限元軟件(jiàn)對電磁流(liú)量計含有(you)非導電物(wù)質鈾氣泡(pao))時🈲對流量(liang)計敏感場(chǎng)進行徑向(xiang)建模仿真(zhen)分析,在建(jiàn)立的仿真(zhēn)模型.上☎️分(fèn)析了流體(tǐ)中出現--系(xì)列非導電(diàn)物質時對(duì)流量計傳(chuan)感器截面(miàn)上敏感場(chǎng)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(liu)量計在多(duo)相❤️流的測(cè)量提供一(yi)定的依據(ju)。

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