随着我国越来越重视工业化的推进和完善,对流体的测量也需要愈发精确。作为速度式流量计的主要代表,涡轮流量计广泛应用在各领域的流体测量中。但它的性能易受被测流体状态和自身结构等方面的影响,产生过大的压损或较差的重复性。近年来计算机技术迅猛发展,故应用现代流体力学的方法分析研究涡轮流量计的内部流动特性很有意义。因此本文拟通过数值仿真的方法对涡轮流量传感器的内部流场进行分析,旨在研究流体内部流动机理、减少流量计压损并改善流量计的测量性能。本文以天津某仪表厂DN150大口径涡轮流量传感器为研究对象,依据实际参数建立仿真模型,并用ANSYS ICEM CFD软件对该模型划分了结构化网格。用稳态仿真的方法得出了 150m3/h流量处传感器的压力场情况:压力最大处为叶片前缘,而叶片进口处附近存在压力最低区域,位置从叶顶贯穿至叶根。压力损失部位主要集中在叶轮和后导流件处,后导流体端部存在回流区,此回流区带来的流体压降很小。用瞬态仿真的方法对处于最小流量点时的传感器进行计算,验证了雷诺应力模型(RSM)仿真准确度更高。并发现此流量下的传感器受前导流器叶片影响,叶轮进口速度呈周期性变化,这也是叶轮合力矩产生周期性变化的根本原因。最大流量点处叶轮进口速度受前导流叶片影响偏小,随转动时间推进变化更加缓慢,具有更好的转动稳定性,大流量下前后导流叶片间产生更大压损。用稳态仿真的方法对不同轮毂间隙、不同顶端间隙、不同叶片后缘切角的模型进行计算,得出:前后轮毂间隙同时增大和同时减小2mm时,其线性度误差变化不大,而仪表系数K值均随流量的增加而增大。增大轮毂间隙使得叶轮来流截面速度增加,且在大流量点变化更为明显。同流量下增大轮毂间隙使压损增大,压损随流量变化关系近似为二次多项式。而小流量下顶端间隙减小会造成来流截面和出流截面的流速不均匀,不利于叶轮稳定,相比之下大流量下叶轮稳定性更好。三种结构中最小的顶端间隙产生的线性度误差最大,但造成的压损最小,大流量下传感器顶端间隙每增大0.5mm而增加的压损值为小流量下的10倍。文章最后提出叶片后缘进行两种不同位置切角,减少了线性度误差,小流量下1/4切角传感器的仪表系数更大,叶片表面压力也更高;大流量下1/4切角传感器的仪表系数更大,但叶片表面压力较低。1/2切角结构带来的压损更小,改善传感器性能的效果更佳。