陈文琳，丁 昭，王海同

(1. 新疆维吾尔自治区计量测试研究院，新疆 乌鲁木齐 830011; 2. 河北大学质量技术监督学院，河北 保定 071002)

0 引 言

气体超声流量检测技术是近年来流量检测领域的一个亮点。超声流量计在计量精度、可靠性、压力损失、维护费用以及制造成本等方面相比其他计量器具都有独到的优势，已有成为气体流量计量领域最佳选择的趋势[1-3]。超声流量计的准确测量很大程度上依赖于管道内流体的充分发展[4]。理想条件下，进入流量计的气体流态应是对称的、充分发展的速度分布状态，如图1(a)所示；要准确计量，须避免将流量计安装在有明显旋涡或不对称流动分离等非充分发展湍流的地方[5- 6]（如图 1(b)所示）。上游管路配置会影响进入流量计的气体速度廓线，进而影响测量准确度[7- 8]。流量标准装置中通常采用汇管布置使管道中的流体理想化。但当下游直管段长度不足时，汇管会成为影响流体速度分布的阻流件[9- 10]。

图1 圆管内流动速度廓线

近年来，人们通过流体实验、理论分析和计算模拟[11]等方法对如何提高超声流量计的计量性能进行了大量研究[12-16]。要想消除汇管对下游超声流量计计量性能的影响，需要从本质上了解汇管对流体流态的扰动情况，掌握汇管下游的速度分布[10]。LIU E B等利用CFD模拟了汇管对超声流量计的影响，研究了不同汇管直径、长度对下游管道中的速度分布产生的影响[17]。HALLANGER A等利用CFD对挪威大陆架海上设施的天然气出口计量站中观察到的特征进行了分析，结果表明，上游管道的几何形状和入口汇管本身的几何形状都会影响流体的速度廓线，从而影响测量结果[18]。……