周乃君，向 衍，余亚雄

(中南大学能源科学与工程学院，湖南长沙 410083)

0 引言

流量计是常用的计量仪表，水、天然气、油品等的生产与销售中都需要使用流量计，而差压式孔板流量计是最常用的类型［1］，。多孔均流式流量计是美国国家航空航天局(NASA)下属的马歇尔航空飞行中心最早提出的［2］。这种新型流量计具有多个对称的函数孔，相比于传统的孔板流量计，它具有稳定性高、直管段要求低、压力损失小等优点［3－6］，但国内对其研究较晚，关于这方面的研究资料也十分缺乏，为此本文采用CFD仿真的方法对多孔均流式流量计进行研究分析。

1 结构设计

在仿真计算中给定管道入口流量，再结合仿真所得的压差，可得到流出系数的表达式

式中:QV为体积流量，m3/s;β为当量孔径比，无量纲;A0为小孔流通面积的总和，m2;ε为可压缩性系数;ΔP为孔板前后差压，Pa;ρ为被测介质密度，kg/m3;C为流出系数。

另外，本文采用压损系数ξ来描述流量计的压降特性，压力损失系数越小，则表明所设计的流量计的结构越合理。其定义为

为了简化设计，假设多孔均流式流量计除了中心孔之外的所有孔都均匀分布在同一圆环上，且只研究两环的情况，如图1所示。

图1 多孔均流式流量计结构示意图

由图1可知，当等效直径比β、开孔个数N、孔板厚度E、圆环上的孔直径与中心孔直径比K=D1/D2、圆孔分布密度Hd=H2/H1确定之后，流量计的结构就基本确定了［7］。标准孔板流量计的等效直径比取值范围为0.2～0.75，本文选取β=0.5作为多孔均流式流量计的定型参数，以便与标准孔板流量计进行对比研究。……