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(yòng)有限元軟件(jian)Ansys對電磁🔞流量(liàng)計😘中存在非(fēi)導電物體建(jian)立徑向仿真(zhen)模型,在徑向(xiang)🌐截面上研究(jiu)了流量計中(zhōng)含有非導電(dian)物質時流💘量(liàng)計的響應特(tè)性,并以🚩此分(fen)析了含水率(lǜ)不同對流量(liang)計信号的影(ying)響,爲電磁流(liu)量計🔴在多相(xiang)流🆚測量中提(ti)供一定的依(yi)據。
電磁流量(liàng)計具有對流(liú)速分布不太(tài)敏感及管道(dao)中無阻礙流(liu)動❄️的部件等(děng)”,将其應用于(yú)多相流中時(shi)具有獨特的(de)優點,但電磁(cí)流❓量計的基(jī)本理論是建(jiàn)立✍️在單相流(liu)上的。根據電(diàn)磁感應定律(lǜ),外加磁場中(zhōng)通過導電流(liú)體時,流體切(qiē)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(sù)度❌和流量。當(dang)流體中出現(xiàn)非導電物質(zhi)時如油氣泡(pào)等),流量計感(gǎn)應電動勢會(huì)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(ji)的響應特性(xìng)是很有必要(yào)的。
運用有限(xiàn)元軟件Ansys對電(dian)磁流量計測(ce)量中出現油(you)氣泡建立徑(jìng)向截面仿真(zhen)模型,在此模(mó)型下研究油(yóu)氣泡對電磁(cí)流量計敏📞感(gan)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(jìn)行研究,研究(jiu)結果可爲多(duo)相流的電磁(cí)感應測量提(tí)供一定的理(lǐ)論依據。
1敏感(gǎn)度定義0
電磁(ci)流量計的基(ji)本方程爲:
式(shì)中
A一對所有(you)空間積分;
B一(yī)磁場強度;
j一(yī)虛電流密度(du),是一個完全(quán)由A上的電邊(bian)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(sù)度。
虛電流決(jué)定着電磁流(liú)量計測量區(qū)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(wu)質對電磁流(liú)量計敏感場(chǎng)的分布影響(xiǎng),定義c爲敏感(gan)場靈敏度:
其(qi)中jx表示有非(fēi)導電物質虛(xū)電流在x方向(xiang)上的分量,x方(fang)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(wù)質對流量計(ji)影響徑向仿(pang)真
探讨在電(dian)磁流量計徑(jing)向截面位置(zhì)開始出現油(you)氣📧泡時電磁(cí)流量計感應(yīng)信号的響應(ying)情況。在仿真(zhen)模型中,設定(ding)這樣⛷️-一個過(guo)程🈚,在連續時(shi)刻t1、t2、t3、t4流量計電(diàn)極位置的徑(jìng)向截面上分(fèn)别開始出現(xian)一個油氣泡(pao)非導電物質(zhi)),在1s時刻出現(xiàn)的4個油氣泡(pào)的半徑變大(dà)。在🔴這一過程(cheng)中，研究非導(dǎo)電物質軸氣(qì)泡🥵)的增加與(yǔ)變化對流量(liang)計👄輸出信号(hao)的影響🚶情況(kuang);這一過程中(zhong),流體中的含(hán)水率也在變(biàn)化,同時研究(jiu)含水率對流(liu)量計的影響(xiǎng)情況.
圖1所示(shi)爲流量計截(jie)面中油氣泡(pao)非導電物質(zhì))增加與變化(hua)時的Ansys仿真圖(tu),圖la~e中分别顯(xian)示的是t1~t5時刻(kè)虛電👨❤️👨流x方向(xiàng)分量的An-sys圖。
對(dui)Ansys仿真實驗數(shù)據通過Matlab進行(hang)結果分析。圖(tú)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(fang)向.上的分布(bù)🈚圖及🏃🏻其等勢(shi)圖。從圖中可(kě)以看出:當流(liú)體中油氣泡(pào)增加時,流量(liang)計測量區域(yu)的敏感場發(fā)生變化，且流(liu)體中油氣泡(pao)越多,對流量(liang)計測量區域(yu)敏感場影⭕響(xiǎng)越大。爲了更(gèng)客觀地反應(ying)這種現象👈,下(xià)面運用敏感(gǎn)場靈敏度e進(jìn)一步進行研(yan)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(xia)油氣泡對流(liú)量計虛🔞電流(liu)💞分布的影響(xiang),運用敏感場(chǎng)靈敏度來刻(kè)畫非導電🈲物(wù)質在不同情(qing)況下對流量(liang)計敏感場靈(ling)敏度的響應(yīng)特性。圖3所示(shì)爲以上5種多(duō)個非😘導電物(wu)質存在情況(kuàng)對流量計敏(mǐn)感場靈敏度(dù)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(jiā),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(chū)信号的影響(xiang)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(xiao)，這是13;時刻增(zeng)加的油氣泡(pào)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(gǎn)場靈敏度c變(bian)化較大,說明(ming)流體中出現(xian)較大💃🏻的油氣(qi)泡對流量計(ji)測量影響較(jiao)大。
圖4所示爲(wei)流體中含水(shui)率與流量計(jì)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(yǒu)非導電物質(zhì)時虛電流Jb與(yǔ)流體爲全水(shuǐ)狀态下虛電(dian)流Jw的比值。從(cóng)仿真圖上可(kě)以㊙️看出:流體(ti)中含水率與(yu)流量計的輸(shu)出結果不是(shì)簡單的線性(xing)關系,含水率(lǜ)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(liang)計含有非導(dao)電物質鈾氣(qi)泡)時對流量(liang)計敏感場進(jìn)行徑向建模(mó)仿真分析,在(zài)建立的仿真(zhen)模型.上分析(xi)了流體中出(chu)現--系列非導(dao)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(ye)得到了含水(shui)率與流量計(ji)感應信号之(zhi)間的關系。仿(páng)真結果可爲(wèi)電磁流量計(jì)在多相流的(de)測量提供一(yi)定的依據。
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