张永胜，于小丽，刘彦军

（航空工业北京长城计量测试技术研究所，北京100095）

0 引言

涡轮流量计是典型的速度式流量计［1-2］，通过测量叶轮的转速来计算管道中流体体积流量。稳定流动下涡轮流量计具有重复性好、量程范围宽、适应性强、精度高、体积小等特点。但在工业领域的流量测量中，非稳态流动工况广泛存在，如脉动流量。脉动流量可由旋转式、往复式或其他可运动传送设备而产生，脉动流动一旦形成就会在流体中传播，将会对涡轮流量计产生较大的影响［3］。其脉动幅度和脉动频率的变化均会对涡轮流量计动态特性产生一定的影响。频率低、幅度小的脉动流，一般情况下对流量测量影响不大，但若脉动频率较高或幅度较大时则将对流量计的幅频特性和相频特性产生很大影响。

研究中利用CFD软件对涡轮流量计在正弦脉动流动下的流场进行仿真计算，获得不同脉动频率和幅度下涡轮流量计角速度曲线，进而计算瞬时流量，对涡轮流量计动态特性进行分析研究。

1 涡轮流量计建模

1.1 几何模型

研究中针对DN32口径的液体涡轮流量计展开，其机芯内部结构如图1所示，主要包括前后导向件和叶轮三部分。对涡轮流量计实物的外形尺寸和位置关系等关键尺寸进行测绘（表1为涡轮流量计主要尺寸参数），忽略流量计进出口连接形式等次要因素的影响，绘制三维结构图如图2所示。

图2 涡轮流量计三维模型

表1 流体仿真拟合系数表

1.2 流体仿真模型

利用Gambit软件进行几何建模和网格划分，为使流动在流量计入口处达到充分发展的流动状态，分别在流量计的上游设置10倍长直管段，下游设置5倍直管段。……