配氣站中，由于匯管結構不合理且匯管出口流量差異太大，管路孔板流量計計量曲線常出現波動較大，測量值失真的現象。針對這種情況，文章使用流體仿真軟件 Fluent 建立了標準孔板內氣體三維穩定流動模型，計算了孔板穩定流動時的流出系數和孔板前后 D 和 D/2 截面上的壓力差，利用壓力差、流出系數得到孔板計量流量，結合實際流量和孔板計量流量對孔板進行標定；分別計算了孔板在不同流量分配比例下的計量誤差。結果表明：采用 CFD 數值模擬可以有效獲得孔板流量計內部的流場分布情況，并可根據具體的應用場合得到相應的計量流量和實際流量，從而實現對孔板流量計的標定。

孔板流量計由于結構簡單、工作可靠、成本低廉、又具有一定準確度,能滿足工程測量的需要,而且設計加工已經標準化目前已成為天然氣計量中使用***廣泛的流量計。但是其準確測量是以流體的平穩流動為基本條件的,當流體處于脈動流的情形下,流量計計量會產生很大誤差,嚴重時會使流量測量值失真[1]。根據部分參考文獻,其影響值可達12%以上[2]。長期的計量不準確可能會導致經濟損失、計量糾紛。近年來,隨著各種CFD軟件功能的日益強大,許多研究者將這些商用軟件應用于孔板等節流元件相關流場的研究中,但專門針對孔板流量計內部回流流場進行系統分析還很少[3-8]。本文通過流體仿真軟件Fluent建立了孔板三維穩定流動模型,計算了孔板流量計內部的流場分布,分析了匯管較小流量出口孔板流量計計量誤差產生的原因,為孔板流量計計量誤差分析提供了新的思路。

1模型建立及求解

1.1理論基礎孔板流量計是以伯努利方程和流體連續性方程為依據,根據節流原理,當流體流經節流件時在其前后產生壓差,此差壓值與該流量的平方成正比,從而計算出流體流量。其取壓方式有D和D/2取壓、角接取壓和法蘭取壓等多種,其中D和D/2取壓法的結構如圖 1 所示。