流动控制是空气动力学领域的一个热门话题,它通常涉及到外部流动。内部流动控制对于时时刻刻流过管道的气体、石油或任何流体的经济性来说都是很重要的。管道内的阻力消耗了大量的能量,这是由于管壁摩擦和流动分离造成的。在流量测量中,在实际测量环境中应用实验室标定的流量计时,经常会遇到流量计的安装环境的影响及其产生的误差。这是因为这两种流动环境的运动学相似性并不满足,即两种管流的速度剖面(速度分布)是不同的。流动调节器在流量测量中得到了广泛的应用,以缓解流量计安装环境的影响。然而,任何流动调理器实际上都不能完全满足运动相似性的要求,同时也会造成很大的压力损失。

- low pressure tap
- high pressure tap
- measuring tube
- temperature measurement
- central body (throttle)
- front fins
- rear fins
槽道流量计是一种新型的差压式流量计。差压是通过节流元件产生的,它安装在测量管道中心的、形状类似纺锤体。在纺锤体和测量管道之间形成环形通道。数值模拟表明,由于纺锤体将管流改变为环形槽道流动,并能够将流量计上游不同的流量特性(如工业环境中的流量特性)调节为一个非常稳定、可重复和特征良好的流动。与孔板、文丘里、和V锥等节流件不同,纺锤体外形采用遗传算法优化,使纺锤体的阻力降至最小。因此,在任何情况下,不会发生流动分离,同时保持尽可能高的差压。流线型的形状也提供了自我清洁的功能。槽道流量计已在不同的设备上进行了校准,包括中国国家计量研究院的水流量校准装置和空气流量校准装置、美国塞西(CESEI)和德国PTB的空气流量校准装置以及江苏省和南京市计量院的气体流量标准装置。标定结果表明,当雷诺数Re大于1×105时,槽道流量计的流出系数c不随雷诺数Re变化,呈现非常稳定的常数关系。不确定度优于0.2%,重复性优于0.06%。
当压力比超过临界值时,流动成为临界流,在这种情况下,流出系数仍然保持着同样的常数。这意味着当雷诺数大于105后,流量系数c总是恒定的。
在德国PTB的校准试验中,还对流量计上游安排了各种弯头的干扰。结果表明,流量计读数误差不超出产品精度的范围。

本公司还开发了一种基于流量控制的双翼流量计,该流量计具有恒定的特性,即流量系数与雷诺数无关。边界层分离的位置固定在两侧尖锐的台阶,同时获得低压。高压沿附着线(翼型的驻点)开孔获得。低压和高压都通过展向的长孔引导到压力变送器。该双翼流量计的另一个特点是对来流的方向不敏感,从而减轻了安装条件的影响。该流量计精度优于1%。