摘要:運用數(shu)值模拟和實(shí)驗測試相結(jié)合的方法，對(duì)氣體渦輪流(liú)量計 進行了(le)結構改進和(hé)性能優化。基(jī)于内部流體(ti)的壓力場和(he)速度場特征(zhēng)分析,得出了(le)影響流量計(ji)性能的主要(yào)結構爲表芯(xīn)支座和後導(dǎo)流體,主要因(yin)素爲表芯支(zhi)座側面的壓(yā)力梯度驟降(jiàng)和後導流體(ti)下遊的尾流(liú)耗散。通過對(dui)表芯支座和(he)後導流體進(jìn)行結構優化(huà),流量計的計(ji)量性能得到(dao)了提升。表明(ming):結構優化後(hou)流量計的壓(ya)力損失在最(zui)大流量下減(jian)小了約42.61%,最大(da)示值誤差降(jiang)低了22.45%左右，儀(yí)表系數也更(gèng)加趨于恒定(ding)。結論有助于(yu)爲今後開發(fā)性能更好的(de)氣體渦輪流(liú)量計提供理(lǐ)論指導和技(ji)術支持。
　　氣體(ti)渦輪流量計(jì)是一種速度(du)式的流量傳(chuán)感器，具有測(cè)量精度高、量(liàng)程範圍廣、可(ke)靠性好以及(jí)使用方便等(deng)優點。随着我(wǒ)國西氣東輸(shu)工程的全線(xian)貫通，縱橫交(jiao)錯的天然氣(qì)管網使我國(guo)形成世界上(shang)天然氣管網(wang)。氣體渦輪流(liú)量計被廣泛(fàn)應用于天然(ran)氣管網中的(de)貿易計量，市(shì)場前景廣闊(kuò)。氣體渦輪流(liú)量計的結構(gòu)改進及其性(xìng)能優化在流(liu)量計量領域(yù)具有十分重(zhòng)要的應用價(jià)值與現實意(yi)義。
　　将氣體渦(wo)輪流量計前(qián)整流器的葉(ye)片截取合适(shi)切角，發現當(dang)葉片切角參(cān)數爲0.25時流量(liang)計的性能最(zuì)好。對前整流(liú)器結構進行(háng)分析,得到了(le)流量計壓力(li)損失和線性(xìng)度誤差均爲(wei)最小時前整(zheng)流器的葉片(pian)數與長度。在(zài)前導流體研(yán)究方面.将前(qián)導流體直徑(jìng)、前導流體與(yǔ)輪毂間距作(zuò)爲改進參數(shu),比較了不同(tóng)結構參數下(xia)氣體渦輪流(liu)量計的性能(néng)指标。用流線(xiàn)型前導流體(tǐ)結構代替傳(chuan)統半球形前(qián)導流體，使得(de)流量計的壓(ya)力損失降低(di)了近33%。一種三(san)葉片長螺旋(xuan)葉輪結構，流(liu)量計測量的(de)重複性明顯(xiǎn)提高,測量的(de)相對示值誤(wu)差明顯降低(dī)。基于響應面(mian)法和正交試(shi)驗法，得出了(le)影響流量計(jì)性能的葉輪(lun)結構參數順(shun)序爲:葉輪頂(ding)端半徑>葉輪(lun)葉片數>葉輪(lún)輪毂長度>葉(ye)輪輪毂半徑(jing)。在後導流體(ti)方面，優化了(le)後導流體的(de)葉片倒角。發(fā)現流量計的(de)壓力損失随(suí)着葉片倒角(jiao)的增大而增(zeng)加。通過數值(zhi)模拟對流量(liàng)計内部的流(liú)場特征進行(hang)分析,發現後(hòu)導流體産生(sheng)的壓力損失(shī)達到了總壓(ya)力損失的55%。
　　綜(zōng)上所述,前人(rén)對氣體渦輪(lun)流量計的研(yan)究主要集中(zhōng)在葉輪、前整(zheng)流器與前導(dao)流體部分，而(ér)對後導流體(tǐ)與表芯支座(zuo)的結構改進(jin)及其性能優(yōu)化目前還較(jiào)爲少見。實際(jì)上,後導流體(ti)在流量計中(zhong)對流體起到(dao)穩流和導流(liú)的作用,表芯(xin)支座是固定(dìng)葉輪的主要(yao)結構,它們均(jun)會對流量計(ji)的性能産生(shēng)影響。因此,以(yǐ)TM80氣體渦輪流(liu)量計爲對象(xiang),采用數值模(mo)拟與實驗測(ce)試相結合的(de)方式,研究流(liu)量計内部的(de)流場特.征，提(ti)出針對表芯(xīn)支座和後導(dao)流體的結構(gòu)優化方案，進(jìn)而評估優化(huà)前後流量計(ji)的性能指标(biao),探索出提高(gāo)流量計計量(liàng)性能的方法(fa)。
1流量計的物(wu)理模型與性(xing)能指标
1.1流量(liàng)計的物理模(mó)型
　　以氣體渦(wō)輪流量計爲(wei)研究對象,流(liú)量計的結構(gou)主要由前整(zheng)流器、前導流(liu)體、葉輪、表芯(xin)支座、後導流(liú)體以及殼體(ti)等組成,其物(wù)理模型如圖(tu)1所示。流量計(ji)的前整流器(qì)采用葉栅結(jie)構，葉栅數爲(wei)16;前導流體由(yóu)第二級16片葉(ye)栅(與前整流(liu)器葉栅呈11.5°夾(jiá)角)和80mm長的圓(yuan)柱結構組成(cheng);表芯支座用(yong)于固定葉輪(lún)，葉輪的葉片(pian)數爲12,螺旋角(jiao)爲45°;後導流體(tǐ)置于葉輪之(zhi)後,用于穩定(dìng)出口處的氣(qì)流。
 
 
　　氣體渦輪(lún)流量計的工(gong)作原理爲:被(bèi)測氣體從管(guan)道流入流量(liang)計，首先經過(guo)前整流器和(hé)前導流體進(jin)行整流,之後(hòu)氣流推動葉(ye)輪使之産生(shēng)周期性旋轉(zhuan),葉輪轉速與(yǔ)被測流體的(de)平均流速成(chéng)正比。葉輪旋(xuán)轉後帶動磁(ci)電轉換器，使(shǐ)其磁阻值發(fa)生變化,在感(gan)應線圈中産(chan)生周期性變(bian)化的感應電(diàn)勢,該信号經(jīng)放大器放大(da)後送至儀表(biǎo)盤顯示。
1.2流量(liàng)計的性能指(zhi)标
　　根據氣體(tǐ)渦輪流量計(jì)檢定規章《JJG1037-2008》壓(ya)力損失、儀表(biao)系數、線性度(dù)誤差等是衡(héng)量氣體渦輪(lun)流量計計量(liàng)性能的重要(yao)指标。
①壓力損(sun)失
　　壓力損失(shi)△P表征流體通(tōng)過流量計的(de)能量損失,降(jiàng)低壓力損失(shī)能夠減少流(liu)量計在使用(yòng)過程的能耗(hào)氣體通過流(liú)量計的壓力(lì)損失計算公(gōng)式爲:
 
式中:α爲(wei)壓力損失系(xi)數;ρ爲氣流密(mì)度，單位爲kg/m3u爲(wei)氣流流速,單(dan)位爲m/s。
②儀表系(xi)數
　　儀表系數(shu)K是表征流量(liang)計測量準确(què)度和量程比(bi)的關鍵性能(neng)指标。各流量(liang)點的儀表系(xì)數Ki與待測氣(qì)流體積流量(liang)Qi及流量計輸(shū)出脈沖頻率(lǜ)ƒ的關系式爲(wèi):
 
按計量檢定(ding)規章，儀表系(xì)數K可以由式(shi)(3)進行計算:
 
　　式(shi)中:(K)max和(Ki)min分别表(biǎo)示流量計在(zài)分界流量maxmin點(diǎn)q,到最大流量(liang)點qmax範圍内各(gè)個流量檢定(dìng)點得到Ki的最(zuì)大值和最小(xiǎo)值，單位爲(m3)-1。K越(yuè)接近恒定,表(biao)示流量計的(de)測量穩定性(xìng)越高,進行流(liu)量轉換時的(de)精度也越高(gao)。
③最大示值誤(wu)差E
　　爲了定量(liàng)表征儀表系(xì)數的穩定性(xìng)，引入最大示(shì)值誤差。根據(ju)計量檢定規(guī)章,最大示值(zhi)誤差E可以由(you)式(4)進行計算(suàn):
 
　　在量程範圍(wei)内最大示值(zhi)誤差越小，表(biao)明流量計的(de)儀表系數越(yue)穩定,線性度(dù)也就越好。
2數(shu)值模拟與實(shi)驗測試方法(fǎ)
2.1數值模拟方(fāng)法
　　氣流在氣(qi)體渦輪流量(liàng)計内部的流(liu)動遵循流體(ti)力學的基本(ben)方程，即滿足(zu)流體運動的(de)質量守恒方(fang)程和動量守(shǒu)恒方程。質量(liàng)守恒方程和(he)動量守恒方(fang)法表示爲：
 
　　式(shì)中:xi，xi爲空間坐(zuò)标分量，ui，uj爲流(liú)體流動速度(du)分量:p爲靜壓(ya)，pij爲應力張量(liang)ƒi爲體積力分(fen)量。
　　由于流量(liang)計結構十分(fèn)複雜,氣流在(zài)流量計内部(bù)的運動往往(wǎng)呈現湍流狀(zhuàng)态。爲了實現(xian)對湍流的模(mo)拟，需要額外(wai)引入湍流模(mó)型。本文選取(qǔ)RNGk-ε模型作爲湍(tuan)流模型，其湍(tuān)流動能h和耗(hào)散率ε的輸運(yùn)方程表示爲(wei):
 
　　式中:Gk表示平(píng)均速度梯度(dù)所産生的湍(tuān)流動能.αε，αk分别(bie)表示ε和h的擴(kuo)散率,C1ε、C2ε爲系數(shu)。
　　由于氣流運(yun)動與葉輪旋(xuan)轉存在相互(hu)作用，需要引(yin)入扭矩模型(xing)根據力矩平(ping)衡原理,葉輪(lún)旋轉的運動(dòng)方程可以表(biao)示爲:
 
　　式中:J爲(wèi)葉輪慣性力(li)矩，單位爲kg·m2;dɷ/dt爲(wei)葉輪角加速(sù)度，單位爲rad/s2;M1爲(wei)流體對葉輪(lún)驅動力矩;M2爲(wei)軸承摩擦阻(zǔ)力矩，單位爲(wèi)N·m;M3爲黏性阻力(lì)矩，單位爲N·m;M4爲(wei)磁阻力矩，單(dan)位爲N·m;t爲時間(jiān)，單位爲s。
　　采用(yong)Fluent軟件求解流(liú)量計内部氣(qi)流的運動方(fāng)程。爲了消除(chu)管道進口段(duàn)效應對模拟(ni)結果的影響(xiang)，在流量計的(de)進出口均增(zeng)加了10D的直管(guǎn)段(D爲機芯直(zhi)徑)。由于給定(dìng)了流體的體(ti)積流量,進口(kǒu)采用速度進(jin)口邊界條件(jian),進口平均速(su)度通過u=Qv/A确定(dìng),方向與進口(kou)直管段截面(miàn)垂直;出口爲(wèi)大氣壓，壁面(miàn)采用無滑移(yi)邊界。爲了求(qiu)解葉輪旋轉(zhuan)運動方程，把(bǎ)整個計算區(qu)域分解爲靜(jìng)區域和葉輪(lun)旋轉的動區(qu)域，動區域和(hé)靜區域之間(jian)采用多重參(can)考模型(MRF)耦合(hé)葉輪采用滑(hua)移邊界條件(jian)，與旋轉區域(yu)具有相同的(de)轉速。葉輪旋(xuán)轉區域與前(qián)後靜區域之(zhi)間的表面定(ding)義爲interface邊界,便(bian)于與其他流(liú)域進行信息(xī)交換。
2.2測試方(fang)法
　　測試采用(yong)标準表法氣(qi)體流量标準(zhǔn)裝置。實驗裝(zhuāng)置主要由羅(luó)茨流量計、氣(qì)體渦輪流量(liàng)計、穩壓氣罐(guan)、氣動閥門、氣(qi)泵和控制系(xì)統等組成，如(rú)圖2所示。實驗(yàn)通過遠程操(cao)作PLC設備，調節(jiē)氣動閥門的(de)開度,實現對(duì)氣體體積流(liu)量的控制。羅(luo)茨流量計作(zuo)爲标準表,其(qí)工作量程爲(wei)0~250m3/h,流量控制精(jing)度爲0.5級。氣體(tǐ)渦輪流量計(ji)作爲待測流(liú)量計，其測量(liàng)精度等級爲(wèi)1級，工作量程(chéng)爲13m3/h~250m3/h,量程比爲(wei)20:1。差壓計的兩(liang)個.測壓口分(fèn)别安裝在待(dài)測流量計的(de)前後直管段(duàn)3D處，其量程範(fan)圍爲土3000Pa.測量(liàng)精度等級爲(wei)1級。氣泵與氣(qì)動閥門相連(lian)，能夠産生相(xiàng)對穩定的負(fù)壓。根據國家(jia)計量檢定标(biao)準，氣體渦輪(lún)流量計需檢(jiǎn)定13m3/h、50m3/h、100m3/h和250m3/h等特征(zhēng)流量點。每個(gè)流量點進行(hang)多次測量,實(shí)驗結果得到(dao)标準表和被(bei)測流量計的(de)壓力損失、脈(mò)沖數、體積流(liú)量以及單流(liu)量點的測量(liàng)時間，數據處(chu)理後得到儀(yí)表系數和最(zui)大示值誤差(cha)等指标，進而(ér)評估氣體渦(wo)輪流量計的(de)計量性能。
 
3結(jié)果分析與讨(tao)論
3.1方法驗證(zhèng)
　　根據氣體渦(wō)輪流量計的(de)結構設計圖(tu)紙，運用SolidWorks軟件(jian)對各部分零(ling)件進行組裝(zhuang)建模，将建好(hǎo)的模型導入(ru)ANSYSWorkBench進行網格劃(huà)分。采用分塊(kuài)化方法劃分(fen)網格，直管段(duàn)采用結構化(huà)網格;由于葉(ye)輪和後導流(liu)體的結構更(gèng)爲複雜,采用(yòng)非結構混合(hé)網格，并對其(qi)進行細化處(chu)理，最後進行(háng)網格無關性(xing)驗證，如圖3所(suo)示。當網格數(shù)量爲580萬與670萬(wàn)時,兩者的壓(ya)力損失相差(cha)僅爲21Pa，故本文(wen)選取580萬網格(gé)數量進行後(hòu)面的數值模(mo)拟研究。
 
　　爲了(le)驗證模拟方(fāng)法的可靠性(xìng),本文比較了(le)氣體渦輪流(liú)量計在13m3/h~250m3/h範圍(wei)内11個流量點(diǎn)的壓力損失(shi),這些流量點(dian)包含了國家(jiā)計量檢定标(biāo)準的4個特征(zhēng)流量點,符合(hé)實際的流量(liang)檢測要求。由(you)圖4可知:在全(quan)量程範圍内(nèi)，流量計壓力(li)損失的模拟(ni)結果與實驗(yàn)結果十分吻(wen)合,誤差僅在(zài)0~6%範圍内波動(dong),證實了所采(cǎi)用的數值模(mo)拟方法和實(shí)驗測試方法(fǎ)的可靠性和(hé)準确性,爲後(hòu)面流量計的(de)結構改進和(he)性能優化奠(diàn)定了基礎。
 
3.2流(liú)量計内部特(tè)征分析
　　爲了(le)獲得氣體渦(wo)輪流量計結(jié)構改進思路(lù)，首先對優化(hua)前流量計内(nèi)部流場進行(háng)數值模拟。通(tōng)過在葉輪旋(xuán)轉中心截取(qǔ)水平剖面，得(de)到流場的壓(ya)力場和速度(dù)場雲圖。本文(wén)選取流量點(dian)50m3/h、250m3/h作爲分析對(dui)象,對流量計(ji)内部的流場(chǎng)特征進行定(ding)量研究。
　　由圖(tu)5(a)可知:當流量(liang)爲50m3/h時，流量計(ji)進出口的總(zǒng)壓力損失約(yuē)爲71.4Pa。由于受到(dào)前整流器和(hé)前導流體的(de)阻擋作用，前(qian)導流體迎風(feng)面壓力梯度(dù)與流動方向(xiàng)相反,邊界層(ceng)發生分離現(xiàn)象,造成能量(liang)損失。在表芯(xin)支座側面,壓(yā)力從35.7Pa急劇減(jian)至13.2Pa;在近壁面(mian)處出現了負(fu)壓區，導緻氣(qì)流運動紊亂(luàn)。流量計的出(chū)口處出現了(le)明顯的負壓(ya)區，最大負壓(yā)值約爲-14.5Pa,此處(chù)壓力梯度與(yǔ)流體流動方(fāng)向相反，且等(děng)壓線分布混(hun)亂，流場壓力(lì)分布非常不(bú)均勻,大大增(zeng)加了流動的(de)能量損失。
 
　　由(yóu)圖5(b)可知:流體(tǐ)經過表芯支(zhi)座時，流道截(jié)面突縮，流體(tǐ)速度從2.95m/s迅速(su)增至7.9m/s。由于表(biǎo)芯支座結構(gòu)的特殊性,經(jīng)過的流體無(wu)法以垂直角(jiao)度沖擊葉輪(lun),使得用葉輪(lun)轉速計算得(de)到的流量與(yǔ)實際流量存(cún)在較大偏差(chà)，降低了流量(liang)計的精度。流(liu)體流出葉輪(lún)後,由于後導(dǎo)流體直徑大(dà)于葉輪輪毂(gū)直徑，流道截(jié)面繼續縮小(xiǎo),氣流速度繼(ji)續增加。後導(dǎo)流體出口處(chu)速度梯度大(dà)，當流體有旋(xuán)運動與壁面(mian)分離時，出現(xian)了明顯的回(huí)流現象和尾(wei)迹區域。受流(liu)體粘性的影(yǐng)響，尾迹中旋(xuán)渦的動能逐(zhu)漸轉換成熱(rè)能進一步耗(hao)散,增加了能(neng)量損失。
　　圖5(c,d)表(biao)示流量爲250m3/h時(shí)流量計内部(bu)流體的壓力(lì)雲圖和速度(du)雲圖。随着流(liu)量的增加,流(liú)量計内部流(liú)體的湍流性(xìng)質更加明顯(xian)。流量計的壓(ya)力損失明顯(xian)增加,壓力損(sun)失約爲1390.5Pa。此時(shi),表芯支座處(chu)的壓力梯度(du)變化更加明(ming)顯;後導流體(ti)下遊區域的(de)流場更加紊(wen)亂，回流現象(xiang)加劇，尾迹範(fàn)圍明顯擴大(dà)。
　　上述模拟結(jie)果給予我們(men)重要提示:表(biǎo)芯支座和後(hòu)導流體的結(jie)構對流量計(ji)性能的影響(xiǎng)非常明顯，可(ke)以通過改進(jin)表芯支座和(he)後導流體的(de)結構達到提(ti)高流.量計性(xing)能的目的。在(zài)表芯支座的(de)優化中，可以(yǐ)從減少側面(miàn)區域壓力梯(tī)度驟變的角(jiao)度考慮。在後(hou)導流體的優(you)化中,可以從(cong)穩定流場、減(jiǎn)弱回流，縮小(xiao)負壓區和尾(wei)迹範圍的方(fāng)向思考。
3.3流量(liàng)計結構改進(jin)方案
　　基于流(liu)量計流場特(tè)征的分析,将(jiāng)原來的表芯(xīn)支座和後導(dǎo)流體結構進(jìn)行改進設計(ji)。首先，表芯支(zhī)座迎風面一(yī)側的直徑從(cong)64mm縮減至50mm,如圖(tú)6(a-b)所示,運用所(suǒ)形成的18.5°坡度(dù)來減緩流體(tǐ)的壓力梯度(dù)變化，從而減(jian)少流量計的(de)壓力損失。其(qi)次.對後導流(liu)體的直徑進(jìn)行縮減，如圖(tu)6(d)~圖6(e)所示，直徑(jìng)從原來的66mm減(jian)至62mm,以減小對(duì)流出葉輪流(liú)體的阻礙。最(zui)後,運用3D打印(yin)技術，制作優(you)化後的表芯(xīn)支座和後導(dao)流體模型成(cheng)品，如圖6(c)、圖6(f)所(suǒ)示。
 
3.4流量計性(xìng)能指标評價(jia)
　　爲驗證改進(jìn)方案的可行(hang)性，對改進模(mo)型進行仿真(zhēn)，從流場的角(jiǎo)度分析其優(you)化效果。流量(liàng)點同樣選取(qu)50m3/h、250m3/h作爲分析對(dui)象，流量計内(nèi)部流場特征(zheng)如圖7所示。從(cong)結構整體優(you)化的模拟結(jie)果可以看出(chū):由于改變了(le)表芯支座的(de)坡度使得氣(qì)流更加平緩(huǎn)，其迎風面高(gāo)壓區減小，側(cè)面的負壓區(qu)消失,壓力梯(tī)度驟變的情(qíng)況得到緩解(jiě);後導流體下(xia)遊區域流場(chang)紊亂的現象(xiang)也得到明顯(xiǎn)改善，壓力分(fen)布變得更均(jun1)勻;尾迹區域(yu)的面積減小(xiǎo),尾迹耗散引(yǐn)起的能量降(jiang)低;流量計出(chū)口處的壓力(li)梯度變化更(geng)均勻,後導流(liu)體的導流效(xiào)果明顯提升(sheng);總壓，力損失(shi)明顯降低,在(zài)50m3/h流量點降低(dī)了約46.2%,在250m3/h流量(liàng)點降低了約(yue)45.8%。
 
　　爲進一步驗(yan)證結構改進(jin)效果，用優化(huà)後的表芯支(zhī)座和後導流(liu)體成品模型(xing)代替原模型(xing)中的表芯支(zhi)座和後導流(liu)體結構，安裝(zhuāng)進氣體渦輪(lún)流量計進行(háng)實驗測試。根(gen)據《渦輪流量(liàng)計檢定規章(zhāng)》,通過重複實(shí)驗獲得多組(zu)實驗數據,數(shu)據處理後得(de)到流量計的(de)壓，力損失、儀(yí)表系數、最大(dà)示值誤差等(deng)性能指标，進(jin)而評價流量(liang)計的結構優(you)化效果及其(qí)計量性能。表(biǎo)1所示爲實驗(yan)測試的數據(ju)處理結果。
 
　　首(shou)先,對結構優(yōu)化前後流量(liang)計壓力損失(shi)的實驗結果(guo)進行分析。圖(tu)8表示原模型(xing)、優化表芯支(zhī)座模型、優化(huà)後導流體模(mo)型，以及整體(ti)優化模型的(de)壓力損失随(sui)着流量變化(huà)的規律。随着(zhe)流量的增大(da)，所有流量計(jì)模型的壓力(li)損失均呈明(míng)顯增大趨勢(shi)。兩個結構優(yōu)化方案均對(dui)壓力損失的(de)降低起到了(le)作用，當流量(liàng)爲250m3/h時，整體優(you)化模型将壓(ya)力損失降低(di)至.749.8Pa,降低幅度(dù)約42.6%,有效地減(jiǎn)少流量計在(zai)使用過程的(de)能耗，提高了(le)流量計的性(xìng)能。
　　根據實驗(yàn)測試數據,運(yùn)用式(2)、式(3)，計算(suàn)得到了流量(liang)計的儀表系(xi)數K。圖9所示爲(wèi)結構優化前(qian)後流量計儀(yi)表系數随着(zhe)流量的變化(hua)規律。在小流(liu)量情況下(0~50m3/h),儀(yi)表系數起伏(fú)很明顯,這主(zhu)要由于流量(liàng)計受葉輪慣(guan)性力、流體阻(zu)力以及機械(xie)阻力等因素(sù)的影響而造(zào)成;相對而言(yan)整體優化模(mo)型的儀表系(xi)數較好。在大(da)流量情況下(xia)(50m3/h~250m3/h)，四個模型的(de)儀表系數都(dou)較爲平整;相(xiàng)對于原模型(xíng),三種優化模(mo)型的儀表系(xi)數都更趨于(yú)恒定,這表明(ming)優化表芯支(zhī)座和後導流(liú)體結構可以(yǐ)提高流量計(ji)測量的精度(dù)。
　　爲了定量表(biǎo)征儀表系數(shu)的穩定性，根(gen)據式(4)，文章計(ji)算得到了流(liú)量計的最大(da)示值誤差。由(yóu)表1可知:優化(hua)後導流體後(hòu)流量計的最(zuì)大示值誤差(cha)降至0.242%，降低了(le)約17.7%。優化表芯(xīn)支座不能明(ming)顯降低流量(liang)計的最大示(shì)值誤差，其線(xiàn)性度誤差約(yue)爲0.283%。在同時優(you)化表芯支座(zuo)和後導流體(tǐ)的情況下，最(zui)大示值誤差(chà)明顯減小，降(jiang)幅約爲22.45%。這表(biao)明本文所提(tí)出的優化方(fāng)案可以明顯(xiǎn)提升流量計(jì)儀表系數的(de)穩定性。
 
結論(lun)
　　采用CFD數值模(mo)拟方法，氣體(ti)渦輪流量計(ji)内部的流場(chang)特征，進而提(ti)出了關于流(liu)量計表芯支(zhi)座和後導流(liu)體的結構優(yōu)化方案。基于(yu)标準表法實(shí)驗測試技術(shù)，比較分析了(le)結構優化前(qián)後流量計的(de)壓力損失、儀(yí)表系數以及(jí)線性度誤差(cha)等性能指标(biao)。研究結果如(ru)下:
①數值結果(guo)表明:表芯支(zhi)座側面的壓(yā)力梯度驟變(biàn)和後導流體(tǐ)尾部的回流(liú)和尾流特征(zheng)是影響氣體(ti)渦輪流量計(ji)性能的主要(yao)因素。
②實驗結(jié)果表明:對表(biao)芯支座和後(hou)導流體結構(gòu)單獨優化後(hòu)，氣體渦輪流(liu)量計的壓力(lì)損失分别降(jiang)低約24.2%和17.8%、最大(dà)示值誤差分(fen)别降低約17.7%和(hé)3.7%。
③對表芯支座(zuo)和後導流體(ti)整體優化後(hòu),氣體渦輪流(liú)量計的性能(neng)得到了進一(yī)步提高，總的(de)壓力損失降(jiang)低約43.61%,總的最(zuì)大示值誤差(chà)減小約22.45%

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