摘要：電磁流量計(jì) 開始應用于多相(xiang)流流量測量,運用(yòng)有限元軟件Ansys對📐電(dian)磁流量計中存在(zai)非導電物體建立(li)徑向仿真模❓型,在(zai)徑向截面上研究(jiū)了流量計中含有(yǒu)非導電物質時流(liu)量計的響應特性(xing),并以此分析了含(han)水率不🐅同對流量(liàng)計信号的影響,爲(wèi)電磁流量計在多(duo)相流🏃‍♂️測量中提供(gòng)一定的依據。
　　電磁(cí)流量計具有對流(liú)速分布不太敏感(gan)及管道中無阻礙(ai)流⛹🏻‍♀️動⛱️的部件等”,将(jiang)其應用于多相流(liú)中時具有獨特的(de)優點,但電磁流🧡量(liàng)計的基本理論是(shi)建立在單相流上(shàng)的。根據電磁感應(ying)定律,外加磁場中(zhong)通⭐過導電流體時(shi),流體切割磁力🌏線(xiàn)可産生感應電動(dòng)勢,依據感應電動(dòng)勢的大小可以測(ce)量流體的速度和(he)流量。當流✊體中出(chū)現非導電物質時(shí)如油氣泡等🈲),流量(liàng)計感應電動勢會(hui)發生變化，影響流(liu)量測量結果,因此(ci)分析非導電物質(zhì)對流量計的響應(yīng)特性是很有必要(yao)的。
　　運用有限元軟(ruan)件Ansys對電磁流量計(ji)測量中出現油氣(qi)泡建⛹🏻‍♀️立徑向截面(mian)仿真模型,在此模(mo)型下研究油氣泡(pào)對電磁👉流量計敏(mǐn)感場的影響,同時(shí)對流體中含🥵水率(lǜ)不同時流🏃‍♂️量計的(de)響應特性進行研(yán)究,研究結🔞果可爲(wei)多相流的電磁感(gan)應測量提供一定(dìng)的理論依據。
1敏感(gan)度定義0
　　電磁流量(liàng)計的基本方程爲(wei):
 
式中
A一對所有空(kong)間積分;
B一磁場強(qiáng)度;
j一虛電流密度(dù),是一個完全由A上(shàng)的電邊界條件所(suǒ)🌏決定🔴的量;
U一兩電(diàn)極的電勢差;
V一流(liú)體速度。
　　虛電流決(jue)定着電磁流量計(jì)測量區域權值函(han)數的分布♉情況,也(ye)就影響着電磁流(liú)量計内部敏感場(chǎng)分布情況爲了定(ding)量地考查流量計(jì)内部非導電物質(zhì)對電磁🆚流量計敏(min)感場的分布影響(xiǎng),定💜義c爲敏感場靈(ling)敏度:
 
　　其中jx表示有(yǒu)非導電物質虛電(diàn)流在x方向上的分(fen)量,x方☔向即電極方(fang)向;力爲沒有非導(dao)電物質時虛電流(liu)在x方🤞向上🥰的分量(liàng)。
2非導電物質對流(liu)量計影響徑向仿(pang)真
　　探讨在電磁流(liu)量計徑向截面位(wèi)置開始出現油氣(qi)泡時電磁流量計(jì)感應信号的響應(ying)情況。在仿真模型(xing)中,設定這樣-一個(gè)過程,在連續時刻(kè)t1、t2、t3、t4流量計電極位置(zhì)的徑向截面上分(fèn)别開始出現一個(gè)油氣泡非導電物(wù)質),在1s時刻出現的(de)4個油氣泡的半徑(jing)變大。在✌️這一過程(chéng)中，研究非導電💋物(wu)質軸氣泡)的增加(jia)與變🈲化對流量計(ji)輸出信号的影響(xiang)情況;這一過程中(zhōng),流體中的含水率(lǜ)也在變化,同時研(yan)究含水率對流量(liàng)計的影響情況.
 
　　圖(tu)1所示爲流量計截(jié)面中油氣泡非導(dao)電物質)增加與變(bian)化時的Ansys仿真圖,圖(tú)la~e中分别顯示的是(shì)t1~t5時刻虛電流x方🤟向(xiang)分量的An-sys圖。
　　對Ansys仿真(zhen)實驗數據通過Matlab進(jìn)行結果分析。圖2a~e分(fèn)别爲1~Is時刻流🌐體中(zhong)存在油氣泡流量(liang)計測量區域虛電(dian)流在x方向.上的分(fen)布圖及💯其等🏃🏻勢圖(tú)。從圖中可以看出(chu):當流體中🔆油氣泡(pao)增加時,流量計測(cè)量區🌈域的敏感場(chǎng)發生變化，且流體(tǐ)中油氣泡越多,對(duì)流量計測量區域(yù)敏感場影響越大(dà)。爲了更客觀地反(fǎn)✉️應這種現象,下面(miàn)運用敏感場靈敏(mǐn)度e進一步進行研(yan)究。
 
3仿真結果分析(xi)
　　爲了清晰地獲得(de)以上5種情況下油(you)氣泡對流量計虛(xu)電流分布的影響(xiang),運用敏感場靈敏(min)度來刻畫非導電(diàn)物質在不同情況(kuàng)下🔆對流量計敏感(gan)場靈敏度的響應(ying)特性。圖🌈3所示爲以(yǐ)上5種多個非導電(dian)物質存在情況對(duì)流量計敏感場靈(ling)敏度響應特性分(fen)析。從🐉圖3中可以看(kàn)出,随着非導電物(wu)質的個數在流體(tǐ)中的增加,流量計(ji)敏感場靈敏度也(ye)不斷增加，說明對(duì)電磁流量計的輸(shu)出信号的影響也(yě)🔆越大.圖3中t3時刻💜敏(min)感場靈敏度c較t2時(shi)刻增加較小，這是(shi)13;時🔴刻增加的油氣(qì)泡較小，而在t1~t5時刻(ke)增加的油氣泡較(jiào)大時,流量計敏感(gǎn)場靈敏度c變化較(jiào)大,說明流體中出(chū)現較大的油氣泡(pào)對🔴流量計測量影(ying)響較大。
 
　　圖4所示爲(wèi)流體中含水率與(yǔ)流量計感應電流(liu)之間關系。從♌圖4中(zhong)可以看出,随着流(liú)量計流體中含水(shui)率的增加,流體中(zhong)虛電流特😄性（Jb./Jw)也逐(zhu)漸增加。虛電流特(tè)性指的是流體中(zhōng)含有非導電物質(zhì)時虛電流Jb與流🐅體(tǐ)爲全水狀态下虛(xu)電流Jw的比值。從仿(pang)真😘圖上可以看出(chū):流體中⚽含水率與(yu)流量計的輸出😄結(jie)果不是簡🌏單的線(xian)性關系,含水率越(yue)大,流量計截面就(jiù)越接近全水狀态(tai)下的測量值。
 
4結束(shù)語
　　運用有限元軟(ruan)件對電磁流量計(ji)含有非導電物質(zhì)鈾氣泡)時對流量(liàng)計敏感場進行徑(jìng)向建模仿真分析(xi),在建立✉️的仿👉真模(mo)型.上🆚分析了流體(tǐ)中出現--系列非導(dǎo)電物質時對流量(liang)計傳感㊙️器截面上(shang)敏感場的影響情(qíng)況🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,同時也得到了(le)含水🔅率與流量計(ji)感應信号之間的(de)關系。仿真結果可(ke)爲電磁流量計在(zai)多相流的測量提(ti)供✨一定的依據。

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