多流束水表設計中的CFD應用

鄭玉斌

（杭州水表有限公司，浙江 杭州 310000）

1 引言

多流束水表是旋翼式和螺翼式水表中的一種結構形式，因其多個進水口的特點，葉輪受力均勻，且機芯不易被堵塞，從而成為目前國內最主流的機械式計量的水表。然而，此類水表機械結構復雜，牽一發而動全身，任意結構的改變都可使得水表的流量性能千差萬別。如何從全局研判水表流量性能趨勢，并經濟、快速地找到解決問題的方法是全行業的迫切需求。

計算流體動力學（Computational Fluid Dynamics，CFD）因兼有理論性和實踐性的特點，是一種可以非常有效地提供解決此類復雜流動的技術和方法。

2 水表的功能和理論依據

水表是一種在測量條件下，用于連續測量、記錄和顯示流經測量傳感器的水體積的一種儀表。其測量對象是水，測量參數是體積。

由其定義和功能可知，水表測量的水必須滿足連續式方程（質量守恒定律）。如圖1所示 ，封閉管道中的任意兩個截面積，流經第一個截面積的流體（水）全部流過第二個截面積，即有

不考慮測量管段前后的溫差，忽略密度變化的影響，即。這是水表用于計量的理論 依據。

圖1 封閉管道中的不同截面

Q

A

V

A

Q

V

3 理想流體的力學理論