流動(dòng)的電磁感應(yīng)測量理論和方法

前言

我很高興地接受張小章教授的邀請，為他關(guān)于流動(dòng)的電磁感應(yīng)測量的書作序。J.A.Sherclff的《流動(dòng)的電磁測量理論》是這一領(lǐng)域開創(chuàng)性的著作。我曾榮幸地在劍橋作為他的學(xué)生，從事電磁流動(dòng)測量的研究。之后我又與M.K.Bevir博士，J.Hemp博士有緊密的聯(lián)系，他們的工作對于該技術(shù)的理論發(fā)展有著關(guān)鍵的作用。我還與D.G.Wyatt博士有過一些接觸，他在實(shí)驗(yàn)方面對這一領(lǐng)域做出了很大貢獻(xiàn)。張教授曾在Cranfield的流體工程與儀器系進(jìn)行過一年的研究，那時(shí)我剛剛離開該系的主任職位。在那里他與Hernp博士一起工作。他對電磁流量計(jì)理論曾做出有價(jià)值的工作，并加深了對這一領(lǐng)域的興趣。我們倆之后在中國或英國又見了幾次面，我還讀了他的書稿（他為我把主要內(nèi)容翻譯成英文），并在他前來我工作的劍橋大學(xué)工程系作兩周正式訪問時(shí)對此書進(jìn)行了討論。在Shercliff教授的重要研究之后，由以上提到的學(xué)者以及其他學(xué)者發(fā)表的研究使得該領(lǐng)域的理論和實(shí)驗(yàn)有了進(jìn)一步的發(fā)展。近50年來，電磁流量計(jì)作為重要的工業(yè)應(yīng)用的流量儀表之一也已成熟。張教授的著作及時(shí)地累積了近年來理論工作的進(jìn)展。首先，這將使在這一領(lǐng)域的工業(yè)界和理論界的中國同行們受益，也許將來還可能出版英文的翻譯本。電磁流動(dòng)測量技術(shù)方面還有許多工作可以做，也有很多問題可以繼續(xù)研究。張教授的這本書提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使得將來的工作可以與現(xiàn)有發(fā)表的文獻(xiàn)相聯(lián)系。

內(nèi)容概要

本書介紹流動(dòng)的電磁感應(yīng)測量基本原理和相關(guān)的理論研究，包括管道式電磁流量計(jì)、電磁流速儀、多相流對電磁流量計(jì)的影響和流場的電磁感應(yīng)重建等。書中內(nèi)容主要是作者的理論研究結(jié)果，也包括一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及一些國際上新的成果，書中還附有大量英文參考文獻(xiàn)以及一些計(jì)算程序，可為該領(lǐng)域深入研究提供基礎(chǔ)。    本書可供從事流動(dòng)電磁感應(yīng)測量領(lǐng)域的研究人員、相關(guān)儀表研制和應(yīng)用的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章  研究的歷史和發(fā)展  參考文獻(xiàn)第2章  電磁流量計(jì)的基本方程及求解方法  2.1  基本方程   2.2  邊界條件及求解方法  參考文獻(xiàn)第3章  管道式電磁流量計(jì)的特性  3.1  基本概念和定義  3.2  直線流權(quán)函數(shù)的表達(dá)式  3.3  電極形狀對權(quán)函數(shù)分布的影響  3.4  磁場分布的影響  3.5  流速分布的影響  3.6  均勻磁場電磁流量計(jì)的一些特性  3.7  非滿管流電磁流量計(jì)  3.8  設(shè)計(jì)、制造和使用中的一些問題  參考文獻(xiàn)第4章  電磁流速儀的特性  4.1  引言  4.2  電磁流速儀虛電流的計(jì)算  4.3  關(guān)于邊界條件對虛電流分布影響的討論  4.4  電磁流速儀探頭附近流場的分布  4.5  磁場分布的計(jì)算  4.6  電磁流速儀的敏感度  4.7  計(jì)算例子  4.8  結(jié)論  參考文獻(xiàn)第5章  兩相流的影響  5.1  引言  5.2  氣泡在管道橫截面不同位置的影響   5.3  氣泡在管道不同軸向位置時(shí)的影響   5.4  三維模型  5.5  存在多個(gè)氣泡時(shí)虛電流勢的分布  參考文獻(xiàn)第6章  流場重建  6.1  引言  6.2  實(shí)現(xiàn)流場重建的兩種方法  6.3  重建實(shí)例  6.4  結(jié)束語  參考文獻(xiàn)附錄A  電磁流量計(jì)理論研究中的部分重要貢獻(xiàn)者附錄B  有關(guān)的特殊函數(shù)及特性附錄C  “交替迭代逼近實(shí)際邊界”法附錄D  關(guān)于權(quán)函數(shù)對稱性與不均勻度關(guān)系的推導(dǎo)附錄E  計(jì)算程序與說明名詞索引

章節(jié)摘錄

插圖：4.8結(jié)論前面幾節(jié)從理論上討論了影響某種電磁流速儀敏感度的探頭尺寸、磁場、探頭電極與管道壁面的距離、管道壁面和探頭壁面材料的電、磁特性，以及有勢流的流速分布等，給出了求解虛電流場、磁場和有勢流流場的數(shù)學(xué)方法。最后，討論了有勢流中流速儀的敏感度及其簡化后的數(shù)學(xué)表達(dá)式。通過實(shí)際例子的數(shù)值計(jì)算結(jié)果說明，要保證使管壁材料影響引起的測量誤差小于1％，電磁流速儀末端與管壁的距離需要大于4倍電極本身的距離。正如本章開頭指出的，電磁流速儀有許多結(jié)構(gòu)形式。對于各種形式的電磁流速儀，這里不可能一一進(jìn)行分析。但本章所介紹的內(nèi)容可以使我們對電磁流速儀有一個(gè)基礎(chǔ)性的了解。由于電磁流速儀在管道測量中的重要性，利用本章提出的方法對電磁流速儀靠近管壁時(shí)可能產(chǎn)生的測量誤差做出估計(jì)是非常有用的，這里所介紹的工作還為優(yōu)化設(shè)計(jì)、制造和使用電磁流速儀提供了基礎(chǔ)。還有一些問題是很有意義的，比如文獻(xiàn)[11]談到流速儀運(yùn)動(dòng)時(shí)引起的測量誤差問題，又比如二維甚至三維流速的測量問題，都是值得進(jìn)一步研究的課題。

編輯推薦

《流動(dòng)的電磁感應(yīng)測量理論和方法》是由清華大學(xué)出版社出版的。

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