摘要(yao):借助電磁流(liu)量計 管道中(zhōng)含有油泡時(shi)虛電流分布(bu)的理論模型(xing)，分别利用Ansys軟(ruan)件🍉與Schwartz交替叠(dié)代法求解敏(mǐn)感場内的電(diàn)勢分布和虛(xū)電流分布規(gui)律。仿真結果(guǒ)表明:在電極(jí)附近，虛電流(liú)值達到最大(da)值;在被測區(qū)域内，虛電流(liu)的分布在油(yóu)泡附近區域(yu)有明顯的起(qi)伏變化，在油(yóu)泡内部虛電(diàn)流的值爲零(líng);虛電流的分(fen)布因油泡的(de)存在🏃‍♀️而變得(dé)更加複雜，油(yóu)泡越大，對電(diàn)磁流量計影(ying)響面越大。
　　電(dian)磁流量計應(yīng)用于多相流(liú)中，當電磁流(liu)量計應用于(yu)油井測量時(shí)，流體中會存(cun)在油泡，對電(diàn)磁流量計測(cè)量有--定影響(xiǎng)，因此分析油(you)泡對流量計(jì)内部敏感場(chang)是必要的。
1仿(páng)真模型
　　電磁(cí)流量計管道(dào)内軸線位置(zhi)含--柱狀油泡(pao)時的仿👨‍❤️‍👨真模(mo)型如圖I所示(shi)。圖中，電磁傳(chuan)感器内徑爲(wèi)2a,高度爲2b;磁場(chang)強度垂直于(yú)紙面向裏，感(gǎn)應電極位于(yu)傳感器兩側(ce)，且右側爲正(zhèng)電極⭕，左側爲(wei)負電極📐。一個(gè)底面直徑爲(wèi)2ao、高爲260的柱狀(zhuang)油泡位于電(dian)🐆磁傳感器軸(zhóu)線位置上，其(qi)上底面至傳(chuan)感器軸🚶向中(zhong)心處的距離(li)爲L。流量㊙️計兩(liang)個電極位于(yu)x軸上，y軸在流(liu)量計的中軸(zhóu)線上，x軸與y軸(zhou)構成直角坐(zuo)标系。

2理論基(ji)礎.
　　按照上述(shù)的仿真模型(xíng)，其内部感應(yīng)電動勢可用(yong)Laplace方程V2G=0來🛀🏻描述(shù)，在🍉二維直角(jiǎo)坐标系下其(qí)滿足的邊界(jie)條💯件爲

　　令G=G0+G*，其(qí)中G0爲不含油(you)泡即傳感器(qì)内部僅充以(yǐ)連續水🔞相時(shi)敏感場内的(de)電勢分布，其(qi)滿足Laplace方程Δ2Go=0的(de)邊界條件，采(cǎi)用分離變量(liang)法，可求得G0的(de)解爲

　　式G=Go+G"中，G"爲(wei)加人柱狀油(yóu)泡後所引起(qi)的電勢變化(huà)。爲了求解G*，把(bǎ)傳感器敏感(gǎn)區域分解爲(wèi)如下4個子區(qū)域

　　式中λ1n=uπ/2b，λ2n=nπ/2α;An、Bn、Cn和Dn爲(wèi)待定系數，采(cǎi)用Schwartz交替叠代(dài)法可以求出(chū)這些未🍉知系(xi)🔞數。G1*、G2*、G3*和G4*的計算(suan)結果與式(3)相(xiang)加，即得軸向(xiang)位置含一柱(zhu)狀油泡時電(dian)磁傳感器内(nèi)部電勢G的解(jie)，進而可計算(suan)出此時電磁(ci)流量計的響(xiang)應⛷️特性。
3數值(zhí)仿真
　　在Matlab環境(jing)下，利用交替(tì)叠代法求解(jie)未知系數，可(ke)得到各區域(yù)中虛電流勢(shì)變化值的表(biao)達式，進而獲(huo)得電磁流量(liang)計内部虛電(diàn)流的分布情(qíng)況。圖2給出了(le)軸向位置含(han)一柱狀油泡(pao)時電磁流量(liang)計内✉️部虛電(diàn)流的分布圖(tú)。從圖2可以明(míng)顯地看出，在(zài)油泡内部虛(xu)電流♍的值爲(wei)0，在電🔱極位置(zhi)處虛🐆電流達(da)到最🌐大.值;油(yóu)泡的出現對(duì)電磁流量計(jì)内部虛電流(liu)大小及分布(bu)👈造成了一定(ding)的☎️影響，從而(er)改變了電磁(ci)流量計的輸(shu)出結果🔞。

4Ansys實驗(yan)仿真
　　運用有(you)限元軟件對(duì)電磁流量計(ji)含有--個油泡(pao)時流量計🤩敏(min)感場進行建(jiàn)模仿真，圖3爲(wèi)含油泡時電(dian)磁流量計虛(xu)電❓流分布圖(tu)。從仿真圖上(shang)可以看出，油(you)泡影響着電(dian)⛹🏻‍♀️磁流量計的(de)敏感場，在💃油(yóu)泡附近虛電(dian)流發🈲生了變(bian)化，油泡影響(xiang)🏃其附近的區(qu)域的虛電流(liu)分布🥵，但油泡(pao)内部虛電流(liu)大小近似相(xiang)等。

5結語
　　 建立了(le)管道軸線位(wèi)置含球形油(you)泡時電磁流(liú)量計内部敏(min)感場💘分布的(de)理論模型，利(lì)用Ansys軟件仿真(zhen)與Schwartz交📐替叠代(dai)法📱求解了敏(mǐn)感場内的虛(xū)電流分布，最(zui)後得到結論(lun):在電極附近(jìn)，虛電流值達(dá)到最大值;在(zài)被測區域内(nei)，虛電流在絕(jue)緣油泡周圍(wei)有所變化，在(zài)油泡内部虛(xu)電流的值爲(wei)0。從仿📞真結果(guo)可知，油泡的(de)存在🚩使電磁(ci)流量計虛電(dian)流的分布變(bian)得複雜。

以上(shàng)内容源于網(wang)絡，如有侵權(quán)聯系即删除(chú)!