旋进旋涡流量计是气体流量测量最常见的测量仪表之一，从20世纪到现在有很多的中外学者对其进行了理论与实验研究 [1-2] ，经过不断地改进换代，使其测量性能逐步得到改善。20世纪70年代，面对高压气体测量的需求，H. Dijstelbergen等 [3] 对旋进旋涡流量计外特性做了大量的实验与数值模拟研究, 指出流量计受流体介质黏度与密度的影响较小。李德挑等 [4] 利用高速摄影方法对流量计管道内部流体运动规律进行了分析，指明了流量计的内部工作机理与运动规律。彭杰刚等 [5] 通过对旋进旋涡流量计的数值模拟计算与实验研究，指出流体脉动与传感器的安装位置会对旋进旋涡流量计测量性能产生很大影响。苏中地等 [6] 利用CFD方法对50 mm口径旋进旋涡流量计进行数值模拟分析，指出在起旋器前面加导流片能有效地减少旋进旋涡流量计的压力损失。殷兴景等 [7] 利用CFD与实验验证相结合的方法，验证了在起旋器前面加导流片能使流量计前后压差减小。陈坤等 [8] 利用计算流体力学与实验验证相结合的方法，指出改变起旋器后锥角大小会对流量计的测量性能产生较大影响。

多相流广泛地存在各大工业领域与自然界，而气固两相流动是其中重要的组成部分，有很多的中外学者对气固两相流现象进行了大量的研究 [9] 。林金贤等 [10] 利用数值模拟的方法，分析了弯管内的气固两相流现象，指出了颗粒大小与颗粒浓度对固体颗粒在弯管内分布及单位管长压力损失的影响。杨钰辰等 [11] 利用CFD方法对电除尘器进行数值模拟研究，比较全面地分析了气固两相流动对电除尘器效率的影响。蒋梦婷等 [12] 利用数值模拟计算与实验验证的方法对旋风分离器内部流动及颗粒运动特性进行了研究，并分析了颗粒的受力情况对旋风分离器性能的影响。

综上所述，在国内外有很多学者对气固两相流动进行了大量的研究 [13-14] ，这些研究中很多都是利用计算流体动力学方法，有的只是单纯的数值模拟计算研究，有的是数值模拟计算与实验相结合的方法 [15] 。其中气固两相流动的分析在水平管道与竖直管道的研究分析最为广泛，但是到目前为止在旋进旋涡流量计内的气固两相流分析较少，本文研究的内容是对旋进旋涡流量计流道内的气固两相流动进行了比较全面的分析, 深入揭示内部流动特性，获得颗粒浓度影响下的流量计特性。

 

 数学模型与计算方法

1 物理模型

本次研究的对象是口径为50 mm的旋进旋涡流量计，流道的二维几何模型以及消旋器的二维图如图1所示；起旋器、消旋器以及全流域几何三维模型如图2所示。

2 网格划分

本文利用ICEM软件对流量计模型进行网格划分，入口延伸段、收缩段、喉部及出口延伸段采用结构网格划分，由于起旋器部分结构比较复杂，故采用非结构网格划分，如图3所示。各部分网格数与节点数分别为：入口延伸段45 623、128 600，起旋器部分297 244、74 898，喉部74 377、186 428，出口延伸段384 903、1 029 028。

本文来自：气体流量计