气体涡轮流量计的结构改进与性能优化研究

气体涡轮流量计是一种速度式的流量传感器，具有测量精度高、量程范围广、可靠性好以及使用方便等优点。随着我国西气东输工程的全线贯通，纵横交错的天然气管网使我国形成世界上最大的天然气管网。气体涡轮流量计被广泛应用于天然气管网中的贸易计量，市场前景广阔。研究气体涡轮流量计的结构改进及其性能优化在流量计量领域具有十分重要的应用价值与现实意义。

迄今为止，许多学者对气体涡轮流量计的结构与性能进行了研究。针对前整流器研究，郭素娜等将气体涡轮流量计前整流器的叶片截取合适切角，发现当叶片切角参数为0．25时流量计的性能最好。孙宏军等对前整流器结构进行分析，得到了流量计压力损失和线性度误差均为最小时前整流器的叶片数与长度。在前导流体研究方面，冯越等将前导流体直径、前导流体与轮毂间距作为改进参数，比较了不同结构参数下气体涡轮流量计的性能指标。

刘正先等用流线型前导流体结构代替传统半球形前导流体，使得流量计的压力损失降低了近33%。针对叶轮研究，王菊芬等设计了一种三叶片长螺旋叶轮结构，流量计测量的重复性明显提高，测量的相对示值误差明显降低。张晓东等基于响应面法和正交试验法，得出了影响流量计性能的叶轮结构参数顺序为: 叶轮顶端半径＞叶轮叶片数＞叶轮轮毂长度＞叶轮轮毂半径。在后导流体研究方面，陈曦等优化了后导流体的叶片倒角，发现流量计的压力损失随着叶片倒角的增大而增加。陈铄等通过数值模拟对流量计内部的流场特征进行分析，发现后导流体产生的压力损失达到了总压力损失的55%。

综上所述，前人对气体涡轮流量计的研究主要集中在叶轮、前整流器与前导流体部分，而对后导流体与表芯支座的结构改进及其性能优化研究目前还较为少见。实际上，后导流体在流量计中对流体起到稳流和导流的作用，表芯支座是固定叶轮的主要结构，它们均会对流量计的性能产生影响。