摘要：電磁流量計(jì) 開始應用于多相(xiàng)流流量測量,運用(yòng)有限元軟件Ansys對電(diàn)磁👌流💰量計🤞中存在(zai)非導電物體建立(lì)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(liú)量計的響應特性(xìng),并以此分析了含(han)水率不🌏同對流量(liang)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(liu)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(liu)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(yīng)定律,外加磁場中(zhōng)通過導電流🤟體時(shi),流體切割磁力線(xian)可産生感應電動(dong)🏃🏻‍♂️勢,依據感應電動(dong)勢的大小可以測(cè)量流體的速度和(hé)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(ying)特性是☔很有必要(yào)的。
　　運用有限元軟(ruǎn)件Ansys對電磁流量計(ji)測量中出現油氣(qi)泡建立徑向截面(miàn)仿真模型,在此模(mó)型下研究油氣🤩泡(pao)對電磁流量🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計敏(mǐn)感場⚽的影響,同時(shí)對流體中含🍓水率(lü)不同時流量計的(de)📞響應特性進行研(yan)究,研究結☎️果可爲(wèi)多相流的電磁感(gǎn)應測量提供一定(ding)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(wèi):
 
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(dian)極的電勢差;
V一流(liú)體速度。
　　虛電流決(jue)定着電磁流量計(ji)測量區域權值函(hán)數的分布情況,也(yě)🛀就影響着電磁流(liú)量計内部敏感場(chǎng)分布情況爲了定(dìng)量地考查流量計(jì)内部非導電物質(zhi)對電磁流量計敏(mǐn)感場的分布影響(xiang),定義c爲敏感場靈(ling)敏度:
 
　　其中jx表示有(you)非導電物質虛電(diàn)流在x方向上的分(fèn)量,x方向即電極🌏方(fāng)向;力爲沒有非導(dǎo)電物質時虛電流(liú)在x方向上㊙️的分量(liang)。
2非導電物質對流(liu)量計影響徑向仿(páng)真
　　探讨在電磁流(liu)量計徑向截面位(wei)置開始出現油氣(qi)泡時電🚩磁流量計(ji)感應信号的響應(yīng)情況。在仿真模型(xíng)中,設定這樣-一個(ge)過程,在連續時刻(kè)t1、t2、t3、t4流量計電極位置(zhi)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(cheng)中，研究非導電💞物(wù)質軸氣泡)的增加(jiā)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(yán)究含水率對流量(liàng)計的影響情況.
 
　　圖(tú)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(shi)t1~t5時刻虛電流x方⛱️向(xiang)分量的An-sys圖。
　　對Ansys仿真(zhēn)實驗數據通過Matlab進(jìn)行結果分析。圖2a~e分(fen)别爲1~Is時刻流體中(zhōng)存在油氣泡流量(liàng)計測量區域虛電(diàn)流在x方向.上的分(fèn)布㊙️圖及其等勢圖(tú)。從圖中可以看出(chū):當流體中油氣泡(pào)增加時,流量計測(ce)量區域的敏感場(chǎng)🤞發生變化，且流體(tǐ)中⚽油氣泡越多,對(dui)流量🙇🏻計測量區📞域(yù)敏感場影響越大(dà)。爲了更客觀地反(fan)應這種現象,下面(mian)運用敏感🌈場靈敏(min)度e進一步進行研(yan)究。
 
3仿真結果分析(xī)
　　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(xiǎng),運用敏感場靈敏(min)度來刻畫非導電(dian)物質在不同情🥵況(kuàng)下對流量計敏感(gǎn)場靈敏度的響應(ying)特性。圖3所示爲♌以(yi)上5種多個非導電(dian)物質存🏃‍♂️在情況對(duì)流量計敏感場靈(líng)敏度響應特性分(fen)析。從圖3中可以看(kàn)💁出,随着非導電物(wù)質的個數在流體(ti)中✉️的增加,流量計(ji)敏感場靈敏度也(yě)不斷增加，說明對(dui)電磁流量計的輸(shū)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(shì)13;時🔅刻增加的🚶‍♀️油氣(qi)泡較小，而在t1~t5時刻(ke)增加的油氣泡較(jiao)大時,流量計敏感(gan)場靈敏度c變化較(jiao)大,說明流體中出(chu)現較大的油氣泡(pào)對流量計測量影(yǐng)🛀響較大。
 
　　圖4所示爲(wei)流體中含水率與(yǔ)流量計感應電流(liú)之間關系。從圖㊙️4中(zhong)可以看出,随着流(liu)量計流體中含水(shuǐ)率⛷️的增加,流體中(zhōng)虛電流特性（Jb./Jw)也逐(zhú)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(páng)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(tài)下的測量值。
 
4結束(shu)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(liang)計敏感場進行徑(jìng)向建模仿真分析(xī),在建立的仿真模(mó)型.上分析了流體(ti)中出現--系列非導(dǎo)電👉物質時對流量(liang)計傳感🏃‍♂️器截面上(shàng)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(kě)爲電磁流量計在(zài)多相流的測量提(ti)供一定的依據。

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