摘要：電(diàn)磁流量計 開(kāi)始應(yīng)用于(yú)多(duō)相流流量測(cè)量,運用有限元(yuán)軟件ansys對(duì)電磁流(liú)量計中(zhōng)存在非(fēi)導電(diàn)物體建立(lì)徑向(xiàng)仿真模型(xíng),在徑向截(jié)面上研究(jiū)了(le)流量計(jì)中含有(yǒu)非(fēi)導電物質時流量計(jì)的響應(yīng)特(tè)性,并以此分析了(le)含(hán)水率不同對流(liú)量計(jì)信号的影(yǐng)響,爲電磁流量計在多相(xiàng)流測(cè)量中(zhōng)提供(gòng)一定的依據。
　　電磁流量計(jì)具(jù)有對流速分(fèn)布不太敏(mǐn)感及管道中無阻礙流動的部(bù)件等”,将其(qí)應用(yòng)于多相流(liú)中時(shí)具有(yǒu)獨特(tè)的優點,但(dàn)電磁流量(liàng)計的基本理(lǐ)論(lùn)是建立在單相(xiàng)流上(shàng)的(de)。根(gēn)據電(diàn)磁感(gǎn)應定律,外(wài)加磁場中(zhōng)通過(guò)導電流體時,流(liú)體切割磁(cí)力線(xiàn)可産(chǎn)生(shēng)感應電(diàn)動勢,依據感應(yīng)電(diàn)動勢的大小(xiǎo)可以測量流體的速度和流量(liàng)。當流體(tǐ)中出現(xiàn)非導(dǎo)電物(wù)質時(shí)如油氣泡等),流(liú)量計(jì)感應電動(dòng)勢會發(fā)生(shēng)變化(huà)，影響流量(liàng)測量(liàng)結果,因此(cǐ)分析(xī)非導(dǎo)電物質對(duì)流量計的(de)響應(yīng)特性(xìng)是(shì)很有必(bì)要的。
　　運(yùn)用(yòng)有限元軟(ruǎn)件ansys對電磁流量計測量中(zhōng)出現(xiàn)油氣泡建(jiàn)立徑向截(jié)面仿真模型,在此模型下研(yán)究油氣泡對(duì)電磁流量(liàng)計敏(mǐn)感場的(de)影(yǐng)響,同(tóng)時對流體(tǐ)中含水率(lǜ)不同時流量計(jì)的響(xiǎng)應(yīng)特性(xìng)進(jìn)行研(yán)究,研究結果可(kě)爲多相流的電(diàn)磁感應測量提(tí)供一(yī)定的(de)理論(lùn)依據。
1敏感度定(dìng)義0
　　電(diàn)磁(cí)流量計(jì)的基本方程爲(wèi):
 
式中
a一(yī)對所有空間(jiān)積分;
b一磁(cí)場強度;
j一(yī)虛電流密度,是一個(gè)完全由a上(shàng)的電(diàn)邊界條件所決(jué)定的量(liàng);
u一兩電(diàn)極的電勢差;
v一(yī)流體速度(dù)。
　　虛(xū)電流決(jué)定着(zhe)電磁(cí)流量計(jì)測量區域權值函(hán)數的(de)分布情況,也就影響(xiǎng)着(zhe)電(diàn)磁流(liú)量計内部敏感(gǎn)場分布(bù)情況爲了定量地考查流量計(jì)内部非(fēi)導電物(wù)質對電磁流量計敏感(gǎn)場的分(fèn)布(bù)影響,定義(yì)c爲敏感場(chǎng)靈敏(mǐn)度:
 
　　其中jx表(biǎo)示有(yǒu)非導(dǎo)電(diàn)物質虛(xū)電流在x方(fāng)向上的(de)分(fèn)量,x方(fāng)向即(jí)電極方向;力爲沒有非導(dǎo)電物質時虛電流在x方向上的(de)分量。
2非導(dǎo)電物質對流量計影響徑向仿(páng)真
　　探(tàn)讨在(zài)電磁流量(liàng)計徑(jìng)向截(jié)面位置開(kāi)始出現油氣泡(pào)時電磁流量計(jì)感(gǎn)應信号(hào)的響應情況(kuàng)。在(zài)仿真(zhēn)模(mó)型中,設(shè)定這樣-一(yī)個過(guò)程,在(zài)連(lián)續時刻(kè)t1、t2、t3、t4流量計電(diàn)極位置的徑向截面(miàn)上分别開始出(chū)現一個油氣泡(pào)非導電物質),在(zài)1s時刻出現(xiàn)的4個(gè)油氣(qì)泡的(de)半徑(jìng)變大。在這一過程中，研究非導(dǎo)電物質軸氣泡(pào))的(de)增加與變化(huà)對流量計(jì)輸出(chū)信号的影響情(qíng)況;這(zhè)一過程中(zhōng),流體(tǐ)中的(de)含水率也在變化,同(tóng)時研究(jiū)含(hán)水(shuǐ)率(lǜ)對流量計的影(yǐng)響情況.
 
　　圖(tú)1所示爲流量(liàng)計截面(miàn)中油氣(qì)泡非導(dǎo)電物質)增加與(yǔ)變化時的(de)ansys仿真圖,圖la~e中(zhōng)分别顯示的是t1~t5時刻虛電流(liú)x方(fāng)向分量(liàng)的an-sys圖。
　　對(duì)ansys仿真實驗數據(jù)通(tōng)過matlab進(jìn)行結果分析。圖(tú)2a~e分别(bié)爲(wèi)1~is時(shí)刻流體中存在油氣(qì)泡流量計測量(liàng)區域虛電(diàn)流在(zài)x方向.上的分布圖及(jí)其(qí)等勢圖。從圖中可以看(kàn)出:當流體中油(yóu)氣泡增加時,流(liú)量計測量區域的敏(mǐn)感場(chǎng)發生(shēng)變(biàn)化，且流(liú)體中(zhōng)油氣泡越多,對(duì)流量計測(cè)量區(qū)域敏(mǐn)感(gǎn)場影響(xiǎng)越大(dà)。爲了更客觀地反應這種(zhǒng)現象,下面運用敏感(gǎn)場(chǎng)靈(líng)敏度(dù)e進一步進行研(yán)究。
 
3仿真結果分析
　　爲了清晰地(dì)獲得以上5種情(qíng)況下油(yóu)氣(qì)泡對(duì)流量計(jì)虛電流分布的影響,運(yùn)用敏(mǐn)感場靈敏(mǐn)度來刻畫非導(dǎo)電物(wù)質在(zài)不同(tóng)情況下對(duì)流量計敏(mǐn)感場靈敏度的響(xiǎng)應特性(xìng)。圖3所示爲以上(shàng)5種多個非(fēi)導電物質(zhì)存在情況(kuàng)對流量計敏感(gǎn)場靈敏度響應(yīng)特性分(fèn)析(xī)。從圖3中可以看(kàn)出,随着非導(dǎo)電物質(zhì)的個(gè)數在流體(tǐ)中的增加,流量(liàng)計敏(mǐn)感場(chǎng)靈敏度也不斷(duàn)增加，說明(míng)對(duì)電磁流量計的輸出信号的影響(xiǎng)也越(yuè)大.圖3中t3時刻(kè)敏(mǐn)感場靈(líng)敏(mǐn)度c較t2時刻增加(jiā)較小，這是13;時刻增加(jiā)的油氣泡較小(xiǎo)，而在t1~t5時刻增加的油氣泡(pào)較大時,流量計敏感(gǎn)場靈敏度c變化(huà)較(jiào)大(dà),說明流體(tǐ)中出(chū)現較大的油氣泡(pào)對(duì)流量(liàng)計測量影響較大。
 
　　圖(tú)4所示爲流(liú)體(tǐ)中含水率與流量(liàng)計感應電(diàn)流之間(jiān)關系。從(cóng)圖4中可以看出(chū),随着流量(liàng)計流體中(zhōng)含水率的(de)增加,流體中虛(xū)電流特(tè)性（jb./jw)也逐(zhú)漸增加。虛電流(liú)特性(xìng)指的(de)是流(liú)體中含(hán)有非導(dǎo)電物(wù)質(zhì)時虛電(diàn)流jb與(yǔ)流體爲全(quán)水狀态下虛電(diàn)流jw的比值(zhí)。從仿(páng)真圖上(shàng)可以看(kàn)出:流體中含水率與(yǔ)流量(liàng)計的(de)輸出結(jié)果(guǒ)不是(shì)簡單的(de)線性關系,含水率(lǜ)越大(dà),流量(liàng)計截面就(jiù)越接(jiē)近全(quán)水狀(zhuàng)态下(xià)的測量值(zhí)。
 
4結束語
　　運用有(yǒu)限元軟件對電(diàn)磁流量計含有(yǒu)非導(dǎo)電(diàn)物質鈾(yóu)氣泡)時對流量計敏(mǐn)感(gǎn)場進行(háng)徑(jìng)向(xiàng)建模(mó)仿真(zhēn)分析(xī),在建立的(de)仿真模(mó)型(xíng).上分(fèn)析了流體(tǐ)中出(chū)現--系列(liè)非導電(diàn)物質(zhì)時(shí)對流量(liàng)計傳感器(qì)截面上敏感場(chǎng)的影響情況(kuàng),同(tóng)時也得到(dào)了含(hán)水率(lǜ)與流量(liàng)計(jì)感應(yīng)信号(hào)之間的關(guān)系。仿真結(jié)果可(kě)爲電磁流量計(jì)在多(duō)相流的測(cè)量提(tí)供一定的(de)依據。

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