氣體渦輪流量計的結構改進與性能優化研究

氣體渦輪流量計是一種速度式的流量傳感器，具有測量精度高、量程范圍廣、可靠性好以及使用方便等優點。隨著我國西氣東輸工程的全線貫通，縱橫交錯的天然氣管網使我國形成世界上最大的天然氣管網。氣體渦輪流量計被廣泛應用于天然氣管網中的貿易計量，市場前景廣闊。研究氣體渦輪流量計的結構改進及其性能優化在流量計量領域具有十分重要的應用價值與現實意義。

迄今為止，許多學者對氣體渦輪流量計的結構與性能進行了研究。針對前整流器研究，郭素娜等將氣體渦輪流量計前整流器的葉片截取合適切角，發現當葉片切角參數為0．25時流量計的性能最好。孫宏軍等對前整流器結構進行分析，得到了流量計壓力損失和線性度誤差均為最小時前整流器的葉片數與長度。在前導流體研究方面，馮越等將前導流體直徑、前導流體與輪轂間距作為改進參數，比較了不同結構參數下氣體渦輪流量計的性能指標。

劉正先等用流線型前導流體結構代替傳統半球形前導流體，使得流量計的壓力損失降低了近33%。針對葉輪研究，王菊芬等設計了一種三葉片長螺旋葉輪結構，流量計測量的重復性明顯提高，測量的相對示值誤差明顯降低。張曉東等基于響應面法和正交試驗法，得出了影響流量計性能的葉輪結構參數順序為: 葉輪頂端半徑＞葉輪葉片數＞葉輪輪轂長度＞葉輪輪轂半徑。在后導流體研究方面，陳曦等優化了后導流體的葉片倒角，發現流量計的壓力損失隨著葉片倒角的增大而增加。陳鑠等通過數值模擬對流量計內部的流場特征進行分析，發現后導流體產生的壓力損失達到了總壓力損失的55%。

綜上所述，前人對氣體渦輪流量計的研究主要集中在葉輪、前整流器與前導流體部分，而對后導流體與表芯支座的結構改進及其性能優化研究目前還較為少見。實際上，后導流體在流量計中對流體起到穩流和導流的作用，表芯支座是固定葉輪的主要結構，它們均會對流量計的性能產生影響。