摘要(yào):借助電磁(ci)流量計 管(guan)道中含有(yǒu)油泡時虛(xū)電流分布(bù)的理論模(mó)型，分别利(li)用Ansys軟件與(yǔ)Schwartz交替叠代(dai)法求解敏(min)感場内的(de)電勢分布(bù)和虛電流(liú)分布規律(lü)。仿🔆真結果(guo)表明:在電(diàn)極附近，虛(xū)電流值達(dá)到最大值(zhi);在被測區(qū)域内，虛電(dian)流的分布(bu)在油泡附(fu)近區域有(you)明顯的起(qi)伏變化💯，在(zài)油泡内部(bu)虛電流的(de)值爲零;虛(xu)電流的分(fèn)布因油泡(pao)的存在而(er)變得更加(jia)❓複雜，油泡(pào)越大，對電(dian)磁流量計(ji)影響面越(yue)大。
　　電磁流(liu)量計應用(yong)于多相流(liu)中，當電磁(cí)流量計應(ying)用于油井(jǐng)測量時，流(liú)體中會存(cun)在油泡，對(duì)電磁流量(liang)計測量🐉有(yǒu)--定♋影響，因(yīn)此✨分析油(yóu)泡對流量(liàng)計内部敏(min)感場是必(bi)要的。
1仿真(zhen)模型
　　電磁(cí)流量計管(guǎn)道内軸線(xian)位置含--柱(zhù)狀油泡時(shí)的仿真💃🏻模(mo)型如👅圖I所(suǒ)示。圖中，電(diàn)磁傳感器(qi)内徑爲2a,高(gao)度爲2b;磁場(chang)強度✂️垂直(zhi)于紙面向(xiàng)裏，感應電(diàn)極位于傳(chuán)感器兩側(cè)，且右側爲(wèi)正電極，左(zuo)側爲負電(dian)極。一個底(dǐ)面直徑爲(wei)2ao、高爲☔260的柱(zhù)狀油泡位(wèi)于電磁傳(chuan)感器軸線(xian)位置上，其(qí)上底面至(zhì)傳感器軸(zhou)向中心處(chù)的距離爲(wèi)L。流量計兩(liǎng)個電極位(wèi)于x軸上，y軸(zhou)在流♊量計(ji)的中軸線(xian)上，x軸與y軸(zhou)構成🤩直角(jiao)坐标系。

2理論(lùn)基礎.
　　按照(zhao)上述的仿(pang)真模型，其(qí)内部感應(ying)電動勢可(ke)用Laplace方程V2G=0來(lai)描述，在二(èr)維直角坐(zuò)标系下其(qi)滿足的邊(biān)界條件爲(wei)

　　令G=G0+G*，其中G0爲(wèi)不含油泡(pao)即傳感器(qi)内部僅充(chōng)以連續水(shui)相時敏感(gǎn)場内的電(dian)勢分布，其(qi)滿足Laplace方程(chéng)Δ2Go=0的邊界條(tiáo)件，采用分(fen)離變量法(fa)⛹🏻‍♀️，可求❄️得G0的(de)解爲

　　式G=Go+G"中(zhōng)，G"爲加人柱(zhù)狀油泡後(hou)所引起的(de)電勢變化(huà)。爲了求解(jie)💜G*，把傳感器(qi)敏感區域(yu)分解爲如(ru)下4個子區(qu)域

　　式中λ1n=uπ/2b，λ2n=nπ/2α;An、Bn、Cn和(hé)Dn爲待定系(xi)數，采用Schwartz交(jiāo)替叠代法(fa)可以求出(chu)這些未知(zhī)系數。G1*、G2*、G3*和G4*的(de)計算結果(guo)與式(3)相加(jia)，即得軸向(xiang)位置含一(yi)柱狀油泡(pào)時電磁㊙️傳(chuan)感器内部(bu)電勢G的解(jie)，進而可計(ji)算出此時(shí)電磁流量(liang)計的響應(yīng)特性。
3數值(zhí)仿真
　　在Matlab環(huan)境下，利用(yòng)交替叠代(dai)法求解未(wei)知系數，可(ke)得到各區(qū)域中💯虛電(diàn)流勢變化(huà)值的表達(dá)式，進而獲(huò)得電磁流(liú)量計内部(bù)虛電流的(de)💘分布情況(kuàng)。圖2給出了(le)軸向位置(zhì)含一柱狀(zhuang)油泡時電(dian)磁流量計(ji)内部虛電(diàn)流的分布(bu)圖。從圖2可(ke)以明顯地(dì)看出，在油(you)泡内部虛(xu)電流的值(zhí)爲0，在電極(jí)位置處虛(xū)電流達到(dào)最💔大.值;油(you)泡的出現(xian)對電磁流(liu)量計内部(bù)虛電流大(dà)小及分布(bu)🈲造成了一(yī)定的影響(xiǎng)，從而改變(biàn)了電磁流(liu)量計的輸(shu)出結果。

4Ansys實(shi)驗仿真
　　運(yun)用有限元(yuán)軟件對電(dian)磁流量計(jì)含有--個油(yóu)泡時流量(liang)計敏♻️感場(chǎng)☀️進行建模(mo)仿真，圖3爲(wèi)含油泡時(shí)電磁流量(liang)計虛電流(liú)分布圖㊙️。從(cong)仿真圖上(shang)可以看出(chū)，油泡影響(xiang)着電磁流(liu)量計的敏(min)感場，在油(yóu)泡附近虛(xū)電流發生(sheng)了變化😄，油(you)泡影響其(qi)附近的區(qū)域的虛電(dian)流分布，但(dan)油泡内部(bu)虛電流大(da)小近似相(xiang)等。

5結(jié)語
　　 建立了(le)管道軸線(xiàn)位置含球(qiu)形油泡時(shí)電磁流量(liàng)計内部敏(min)🈲感場🎯分布(bu)的理論模(mó)型，利用Ansys軟(ruǎn)件仿真與(yu)Schwartz交替叠代(dai)法求解了(le)敏感場内(nei)的虛電流(liu)分布，最後(hou)得到結論(lun)🚶‍♀️:在電極🏃‍♂️附(fù)近，虛電流(liú)值達到最(zui)大值;在被(bèi)測區域内(nèi)，虛電流在(zai)絕㊙️緣油泡(pao)周圍有所(suǒ)變化，在油(you)泡内部虛(xū)電流的值(zhí)爲0。從仿🔞真(zhen)結果可知(zhi)，油泡的存(cún)在使電磁(ci)流量計虛(xu)電流的分(fèn)布變得複(fu)雜。

以上内(nèi)容源于網(wǎng)絡，如有侵(qin)權聯系即(jí)删除!