摘(zhai)要：電磁流量(liàng)計 開始應用(yòng)于多相流流(liu)量測量,運用(yong)有限元軟件(jiàn)Ansys對電磁流量(liang)♻️計中存在非(fei)導電物體建(jian)立徑向仿真(zhēn)模型,在徑向(xiàng)截面上研究(jiū)了流量計中(zhong)含有非導電(diàn)物質時流量(liang)計的響應特(te)性,并以此分(fen)析了含水率(lǜ)不同對流量(liàng)計信号的影(ying)響,爲電磁流(liu)量計💁在多相(xiàng)流測量中提(ti)供一定的依(yi)據。
　　電磁流量(liàng)計具有對流(liu)速分布不太(tài)敏感及管道(dao)中無阻礙流(liú)動的部件等(děng)”,将其應用于(yú)多相流中時(shí)具有獨特的(de)優點,但電磁(ci)流量計的基(jī)本理論是建(jian)立在單相流(liú)上的。根據電(dian)磁感應定律(lü),外加磁場中(zhong)通🐪過導電流(liú)體時,流體切(qie)割磁力線可(ke)産生感應電(diàn)動❗勢,依據感(gan)應電動勢的(de)大小可以測(cè)量流體的速(su)度和流量。當(dang)流體💚中出現(xian)非導電物質(zhi)時如油氣泡(pào)等),流量計感(gan)應電動勢會(hui)發生變化，影(ying)響流量測量(liàng)結果,因此分(fen)析非導電物(wù)質對流量計(jì)的響應特性(xing)是很有必要(yào)的。
　　運用有限(xian)元軟件Ansys對電(diàn)磁流量計測(ce)量中出現油(yóu)氣泡建立徑(jing)向截面仿真(zhēn)模型,在此模(mo)型下研究油(yóu)氣泡對電磁(cí)流量計敏感(gǎn)場🏒的影響,同(tong)時對流體中(zhōng)含水率不㊙️同(tóng)時流量計的(de)響應特性進(jin)行研究,研究(jiu)結果可爲多(duō)🈲相流的電磁(cí)感應測量提(tí)供一定的理(lǐ)論💛依據。
1敏感(gan)度定義0
　　電磁(cí)流量計的基(ji)本方程爲:
 
式(shi)中
A一對所有(yǒu)空間積分;
B一(yī)磁場強度;
j一(yī)虛電流密度(dù),是一個完全(quán)由A上的電邊(biān)界條件所💜決(jue)定的量;
U一兩(liang)電極的電勢(shi)差;
V一流體速(su)度。
　　虛電流決(jué)定着電磁流(liú)量計測量區(qu)域權值函數(shu)的分布情況(kuàng),也就影響着(zhe)電磁流量計(jì)内部敏感場(chǎng)分布情況爲(wei)了定量地考(kǎo)查流量計内(nei)部非導電物(wù)質對電磁流(liú)量計🤞敏感場(chang)的分布影響(xiang),定義c爲敏感(gan)場靈敏度:
 
　　其(qí)中jx表示有非(fēi)導電物質虛(xu)電流在x方向(xiàng)上的分量,x方(fāng)向即電🎯極方(fāng)向;力爲沒有(yǒu)非導電物質(zhi)時虛電流在(zài)x方向上的分(fèn)量。
2非導電物(wu)質對流量計(ji)影響徑向仿(páng)真
　　探讨在電(diàn)磁流量計徑(jìng)向截面位置(zhi)開始出現油(yóu)氣泡時電磁(cí)流量計感應(yīng)信号的響應(ying)情況。在仿真(zhēn)模型中,設定(dìng)這樣-一個過(guò)程,在連續時(shí)刻t1、t2、t3、t4流量計電(diàn)極位置的徑(jing)向截面上分(fèn)别開始出現(xian)一個油氣泡(pào)非❗導電物質(zhì)),在1s時刻出現(xian)的4個油㊙️氣泡(pào)的半徑變大(da)。在這一過程(chéng)中🔆，研究非導(dao)電物質軸氣(qi)泡)的增加與(yu)變♊化對流量(liàng)計輸出信号(hao)的影響情況(kuang);這一過程中(zhōng),流㊙️體中的含(hán)🔴水率也在變(bian)化,同時研究(jiu)含水率對流(liú)量計的影響(xiǎng)情況.
 
　　圖1所示(shì)爲流量計截(jié)面中油氣泡(pao)非導電物質(zhi))增加🤞與變化(hua)時的Ansys仿真圖(tu),圖la~e中分别顯(xiǎn)示的是t1~t5時刻(ke)虛電流x方向(xiang)分量的An-sys圖。
　　對(duì)Ansys仿真實驗數(shù)據通過Matlab進行(hang)結果分析。圖(tu)2a~e分别爲1~Is時刻(kè)🍉流體中存在(zai)油氣泡流量(liang)計測量區域(yu)虛電流在x方(fāng)向.上的分布(bù)圖及其等勢(shì)圖。從圖中可(kě)以看出:當🚶流(liú)體中油氣泡(pao)增加時,流量(liang)計測量區域(yù)的敏感場發(fā)生變化💜，且流(liú)體中油氣泡(pào)越多,對流量(liàng)計測量區域(yù)敏感場影響(xiǎng)越大。爲了更(geng)客觀地反應(yīng)這種現象,下(xia)面運用敏感(gǎn)場靈敏度e進(jin)一步進行研(yán)究。
 
3仿真結果(guo)分析
　　爲了清(qīng)晰地獲得以(yǐ)上5種情況下(xià)油氣泡對流(liu)量計😍虛電流(liú)分布的影響(xiǎng),運用敏感場(chǎng)靈敏度來刻(ke)畫非導電♌物(wu)質在不💚同情(qing)況下對流量(liàng)計敏感場靈(ling)敏度的響應(yīng)💰特性。圖3所示(shi)爲💰以上5種🈲多(duo)個非導電物(wù)質存在情況(kuang)對流量計敏(mǐn)❄️感場靈敏度(du)響應特性分(fen)析。從圖3中可(ke)以看出,随着(zhe)非導電物質(zhi)的個數在流(liú)體中的增加(jia),流量⛹🏻‍♀️計敏感(gǎn)場靈敏度🚶‍♀️也(ye)不斷增加，說(shuo)明對電磁流(liu)量♉計的輸出(chu)信号的影響(xiǎng)也越大.圖3中(zhōng)t3時刻敏感場(chang)靈敏度c較t2時(shi)🌍刻增加較小(xiǎo)，這是13;時刻增(zeng)加的🔞油氣泡(pao)較🤩小，而在t1~t5時(shí)刻增加的油(you)氣泡較大時(shi)🔅,流量計敏感(gan)場靈敏度c變(bian)化較大,說明(ming)流體中❓出現(xian)較大的油氣(qì)泡對流量計(jì)測量👨‍❤️‍👨影響較(jiào)大。
 
　　圖4所示爲(wei)流體中含水(shuǐ)率與流量計(ji)感應電流之(zhī)間💰關系。從圖(tú)4中可以看出(chu),随着流量計(jì)流體中含水(shuǐ)率⚽的增加,流(liu)體中虛電流(liu)特性（Jb./Jw)也逐漸(jiàn)增加。虛電流(liú)特性指的是(shì)流體中含有(you)非導電物質(zhi)時虛電流Jb與(yǔ)流體爲全水(shui)狀态下虛電(dian)流Jw的比值。從(cóng)仿真圖上可(kě)以🔞看出:流體(tǐ)中含水率與(yǔ)流👄量計的輸(shū)出結果不是(shì)簡單的線性(xìng)關🐆系,含水率(lü)越大,流量計(ji)截面就越接(jie)近全水狀态(tài)下的測量值(zhí)。
 
4結束語
　　運用(yong)有限元軟件(jiàn)對電磁流量(liàng)計含有非導(dao)電物質鈾氣(qì)泡)時對流量(liàng)計敏感場進(jin)行徑向建模(mo)仿真分✊析,在(zai)建立的仿真(zhēn)模型.上分析(xi)了流體中出(chu)現--系列非導(dǎo)電物質時對(duì)流量❗計傳感(gǎn)器截面上敏(min)感場的影響(xiang)情況,同時也(yě)得到了含水(shui)率與流量計(jì)感應信号之(zhī)間的關系。仿(páng)真結果可爲(wei)電磁流量計(ji)在多相流的(de)測量提✉️供一(yī)定的依據。

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