Investigación sobre el alcance de la señal de un caudalímetro electromagnético

Resumen: La información de investigación sobre el rango de señal del caudalímetro electromagnético es proporcionada por excelentes fabricantes de caudalímetros. Con el desarrollo de la industria de medición de flujo, el caudalímetro electromagnético de inserción se utiliza ampliamente en la medición de flujo en tuberías de gran diámetro debido a su bajo costo, instalación y mantenimiento convenientes, etc. Aunque la medición del caudalímetro electromagnético de inserción es una medición puntual, se transmite con una sonda insertada en la tubería. Más fabricantes de caudalímetros eligen modelos y cotizaciones de precios. Le invitamos a consultar. A continuación se detallan los artículos de investigación sobre el rango de señal de los caudalímetros electromagnéticos. Con el desarrollo de la industria de medición de flujo, el caudalímetro electromagnético de inserción se utiliza ampliamente en la medición de flujo en tuberías de gran diámetro debido a su bajo costo, instalación y mantenimiento convenientes, etc. Aunque la medición del caudalímetro electromagnético de inserción es una medición puntual, la sonda insertada en la tubería, es decir, los dos electrodos en el sensor , recopila señales y detecta la información del fluido en un área determinada. Hoy en día, la mayoría de las personas utilizan el método de mecánica de fluidos (CFD) para simular el campo de flujo, y el método de solución numérica más utilizado es el método de volumen finito. El software de simulación FLU-ENT utilizado en este artículo se basa en este. Sin embargo, cuando muchas personas utilizan el método CFD para simular el campo de flujo del caudalímetro electromagnético enchufable, a menudo no pueden determinar su dominio computacional en la tubería, lo que hace que la simulación de la señal sea difícil de lograr. En vista de esta situación, este artículo utiliza el software FLUENT para llevar a cabo una simulación numérica tridimensional del campo de flujo en la tubería y propone el concepto y el método de determinación del rango de acción de la señal. 1 Principio básico 1.1 Definición del rango de acción de la señal Según el principio de funcionamiento del caudalímetro electromagnético enchufable, cuanto más lejos esté el área del electrodo, más débil será la intensidad de la inducción magnética; Cuando está más lejos de cierta distancia, la fuerza electromotriz generada por el fluido que corta la línea del campo magnético será lo suficientemente débil como para no tener efecto en los resultados de la prueba del fluido. Por lo tanto, para tuberías de gran diámetro, la señal de flujo detectada por el electrodo de sonda del sensor de caudalímetro electromagnético enchufable es en realidad una señal eléctrica en un área espacial determinada cerca de la sonda del sensor en la tubería bajo prueba, en lugar de cubrir toda la tubería. Por lo tanto, este documento hace una definición clara del alcance de la señal. El rango de acción de la señal se refiere a un área espacial determinada cerca del electrodo, en la cual la fuerza electromotriz generada por el fluido conductor que corta la línea del campo magnético juega un papel decisivo en el resultado de la detección de flujo. 1.2 Definición del radio equivalente R En el campo de flujo, cuanto más fuerte es la señal, más fácil es que sea recibida por el electrodo. El tamaño de la señal generada en cada punto en el campo está relacionado con la velocidad del flujo a través del punto. Como resultado, la distribución del campo de flujo cambia, por lo que se puede ver que los electrodos no son equidistantes para recolectar señales efectivas a su alrededor, es decir, el rango de señal real es un área irregular. Para facilitar la investigación, se utiliza el siguiente método para definir el rango de señal equivalente. Un área esférica VR con radio R alrededor del electrodo hace que sea equivalente a la contribución del rango de señal real a la señal, es decir, satisface la fórmula (1). (1) En la fórmula (1), Π es el área total real donde el fluido corta las líneas del campo magnético en el campo de flujo y contribuye a la señal, VR es el área con el electrodo como centro de la esfera, y su radio R se define como el radio equivalente, Φ(x, y, z) es la señal aportada por el volumen unitario del fluido en el espacio de flujo. Siempre que se determine el radio equivalente R, se puede caracterizar el rango de acción de señal equivalente VR. 1.3 El método de investigación del radio equivalente R De acuerdo con la fórmula de cálculo del flujo volumétrico, se puede saber: QV=AU (2) U en la fórmula (2) se refiere a la velocidad de flujo promedio superficial de la sección A. La velocidad de flujo real detectada durante la medición del instrumento debe ser la velocidad de flujo promedio general dentro del rango de la señal. El coeficiente de conversión K del instrumento se obtiene a través de la calibración del dispositivo estándar. La velocidad promedio de la superficie de la sección transversal (denominada sección mínima), calculando así el valor del flujo. Por lo tanto, en la simulación, la velocidad promedio del flujo en el rango de acción de la señal puede reemplazarse por la velocidad promedio del flujo de la sección transversal mínima. A través de este principio, el rango de acción de la señal puede resolverse y verificarse. 1.4 Pasos de análisis del radio equivalente R Con respecto a la determinación del radio equivalente R, se lleva a cabo una simulación numérica en la tubería de gran diámetro insertada en la sonda con el software FLUENT. Los pasos son: ① Obtener la relación entre el radio r de diferentes regiones y la velocidad promedio del flujo en el área esférica del radio bajo una cierta velocidad de flujo U; ② Obtener la velocidad promedio teórica del flujo de la sección transversal mínima de acuerdo con la ecuación de continuidad; ③ Utilizar el método de interpolación Determinar el radio equivalente R del rango de acción de la señal bajo la velocidad de flujo entrante; ④ Repetir el experimento de simulación cambiando la velocidad de flujo entrante. 2 Método de determinación del rango de acción de la señal 2.1 Determinación del dominio computacional Para garantizar la calidad de la malla, se selecciona la sonda cilíndrica de dos electrodos, que es ampliamente utilizada en ingeniería y tiene una estructura relativamente simple, como objeto de simulación. El dominio computacional se muestra en la Figura 1. Sobre la base de asegurar las secciones de tubería rectas delantera y trasera, se establece agua a temperatura y presión normales como medio de flujo, la condición de contorno de entrada es la entrada de velocidad, la condición de contorno de salida es la salida de presión, y se selecciona el modelo k-ε estándar como modelo de flujo turbulento. Las constantes empíricas C1ε, C2ε, C3ε se toman como 1.44, 1.92, y 0.09, respectivamente, y la energía cinética turbulenta y la tasa de disipación se toman como 1.0 y 1, respectivamente.

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