利用RNG k-ε模型,对100 mm口径锥体差压式流量传感器进行了CFD数值模拟实验,其等效直径比β值分别为0.50、0.65、0.85,前锥角分别为40°、45°、50°,后锥角分别为120°、130°、140°,共27种锥体组合.实验结果表明:β值越大,流出系数越小,且流出系数更易受雷诺数的影响;β值相同时,前锥角对流出系数具有较大影响,且较大的前锥角可减弱雷诺数对流出系数的影响;后锥角对流出系数的线性度具有一定程度的影响.数值模拟实验于实流物理实验结果相比,平均误差约5%,最大值小于9.1%.

建立了V锥流量计三维流动物理模型和数学模型。借助FLUENT软件分别对不同等效直径比、前锥角、后锥角的V锥流量计的流场分布进行数值计算。分析了不同雷诺数与流出系数的关系。研究表明：前后锥角不变,等效直径比越大,流出系数越小。随着雷诺数的增大,流出系数增值幅度减小并逐渐趋于某一常数。保持等效直径比不变,改变前后锥角,发现：前锥角对流出系数的影响大于后锥角。且相同条件下,等效直径比相对越大,后锥角对流出系数的影响程度降低。计算结果符合实际,为工程设计提供理论指导。

用实验方法对具有不同的等效直径比口值的V锥流量计的性能（特性）进行评价。流量计的性能是雷诺数和上游干扰的函数。利用水和油作为被测介质，在一个较宽的雷诺数范围内进行实验。在V锥流量计的上游5D、10D和15D处安装有一个闸阀，利用该阀作为扰流件来研究上游速度分布对V锥流量计的影响。具体的作法是在阀的不同开度（如开度为25％、50％、75％和全开）下做实验。根据实验研究可以看出：V锥流量计的流出系数Cd几乎与雷诺数无关。对于β=0．64的V锥流量计流出系数值为0．7256±1．78％，而对于β=0．77的V锥流量计，流出系数值为0．7315±1．9％。如果在V锥流量计的上游10D或更远处装有扰流件，则不会影响流出系数值。如果在V锥流量计的上游5D处安装扰流件，则Cd值的变化约为6％。

为获得内锥流量计高准确度的可膨胀系数数学模型，实验样机等效直径比分别设计为0．45、0．55、0．65、0．75和0．85，利用计算流体动力学（CFD）方法对悬臂型内锥流量计进行了可膨胀系数的仿真实验，获得了可膨胀系数的CFD预测公式模型．同时，利用正压法音速喷嘴气体流量标准装置，进行了可膨胀系数的实流实验，获得了实验拟合的经验公式模型．通过对两类公式模型与实验结果的比较，得出CFD预测模型的相对误差平均值为0．77％，最大值为1．66％，均方根误差平均值为0．92％，最大值为1．97％；实验经验模型的相对误差平均值为0．25％，最大值为0．42％，均方根误差平均值为0．30％，最大值为0．51％．