流量計(jì)量是計(jì)量科學(xué)技術(shù)的重要組成部分之一，它與國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)、科學(xué)研究有密切的關(guān)系，是貿(mào)易核算、能源管理和對原材料計(jì)量等過程中的重要參考，因此對流量計(jì)測量準(zhǔn)確度和可靠性有很高的要求．渦輪流量計(jì)在成品油、原油、天然氣等能源輸送和貿(mào)易結(jié)算計(jì)量中是主要測量儀表之一，它屬于速度式流量計(jì)，其核心部件是可動(dòng)的葉輪，設(shè)計(jì)時(shí)要求它在一定的量程范圍內(nèi)具有較高的精度、長壽命和低壓損．由于目前相關(guān)的理論對實(shí)際產(chǎn)品的適應(yīng)性較差，并且相關(guān)的實(shí)驗(yàn)耗時(shí)、耗力，從而計(jì)算流體力學(xué)方法成為近些年***有效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化手段．劉正先［１］采用計(jì)算流體力學(xué) ＣＦＤ（ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ?。妫欤酰椋悖臁。洌睿幔恚椋悖螅┡c實(shí)驗(yàn)對比方法研究了球形和流線型前整流器壓 損 研 究，并 且 驗(yàn) 證 了 數(shù) 值 模 擬 正 確 性．Ｑｉｎ等［２］采用變分方法數(shù)值模擬了三維渦輪流量計(jì)內(nèi)流場．王江［３］設(shè)計(jì)渦輪流量計(jì)前導(dǎo)流器后，分析了不同流速下的特性參數(shù)，分析出葉輪上游處的流速剖面對計(jì)量特性有很大的影響．Ｘｕ［４］采用 ＣＦＤ和實(shí)驗(yàn)分析了渦輪葉片附近流速情況，確定了流量和角度下的葉片徑向力矩．吳海燕［５］首次運(yùn)用了“速差因子”分析傳感器特性受內(nèi)流場影響，認(rèn)為采用雙流體模型可以仿真含氣率低于 １０％ 的氣液兩相的渦輪流量計(jì)，并且提出儀表系數(shù)遷移量概念．Ｌａｖａｎｔｅ［６］采用 ＣＦＤ 中的滑移網(wǎng)格技術(shù)，對具有雙葉輪的渦輪流量計(jì)內(nèi)流場進(jìn)行了二維、三維數(shù)值模擬，得到了葉頂間隙流動(dòng)情況，并且得出流 體 粘 度 對 葉 輪 轉(zhuǎn) 速 有 很 大 影 響 的 結(jié) 論．Ｌóｐｅｚ－Ｇｏｎｚáｌｅｚ等［７］采用 Ｍａｔｌａｂ軟件對氣體渦輪流量計(jì)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行模擬仿真，結(jié)果與實(shí)際動(dòng)態(tài)特性曲線較為接近．Ｗａｎｇ［８］滑移網(wǎng)格技術(shù)對切線型渦輪流量計(jì)內(nèi)流仿真分析，得到了不同流量下葉輪的轉(zhuǎn)速．王振［９］對渦輪流量計(jì)中介質(zhì)為水和柴油三維內(nèi)部流場進(jìn)行了仿真研究，發(fā)現(xiàn)了渦輪流量計(jì) 內(nèi) 部 設(shè) 計(jì) 問 題．鄭 丹 丹［１０］等 采 用 ＣＦＤ方法分析后，提出了前后導(dǎo)流件形狀、葉輪形狀、葉頂間隙改進(jìn)意見．

1、渦輪流量計(jì)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理：
　本文采用如圖１的 ＣＮｉＭ－ＴＭ 系列氣體渦輪流量計(jì)軸面示意圖．

圖１　渦輪流量計(jì)軸面示意圖

2、數(shù)值模擬模型：
2.1、數(shù)學(xué)模型：
  假設(shè)渦輪流量計(jì)中的氣體為有粘、不可壓縮．則連續(xù)性方程

２．２、網(wǎng)格劃分及求解方法：

圖２　渦輪流量計(jì)網(wǎng)格圖

圖３　渦輪流量計(jì)流量與壓損之間的關(guān)系圖

3、數(shù)值模擬結(jié)果分析：

圖４　葉輪表面的速度和壓力分布圖

圖５　渦輪流量計(jì)截面靜壓分布圖

圖６　渦輪流量計(jì)截面速度分布圖

圖７　渦輪流量計(jì)特性曲線示意圖