随着2010年供热计量工作的全面铺开,全国各地新建和既有居住建筑逐渐开展热计量收费,随之带动的热计量行业欣欣向荣。但是热量表的精度问题却成为了制约热计量工作的主要因素。在时差法测量原理中,超声波信号的采集是影响精度的最重要因素。在矩形管道中,超声波换能器与水的接触面上以及信号反射的下壁面上的生锈对信号的反射和采集都有较坏的影响。另外管道内的微小颗粒或者气泡都会对信号的传递有影响。为了消除以上的不利因素,本次设计引入了涡发生器这一装置。它可以使流场在超声波的反射区域产生漩涡,以冲刷下壁面,消除反射区域的微小的颗粒或者气泡。本文在市场上已经出现的一款V型超声波热量表的基础上,对其基表结构进行了研究和创新,根据研究成果给出了圆形和拱形两种基表结构的优化方案,并引入了涡发生器来提升热量表的性能,并研究了涡流发生器的基本形状、安装位置及倾斜角度对反射区域漩涡的影响。对V型超声波热量表基表分别采用标准κ-ε模型和RNG k-E模型进行了模拟计算,然后与实验值进行对比。对比表明,标准K-ε模型能够满足模拟计算的精度要求。以管道内反射区域漩涡强度为评判依据,本文分别模拟了矩形管道内不同形状尺寸的涡流发生器对漩涡强度的影响。以此计算和分析结果为依据,给出最佳的涡发生器基本形状、安装位置和最佳的倾斜角度。在对计算结果进行处理时,利用流场内速度矢量图、等速度线图、等压力图和斯托克斯定理来体现涡发生器不同参数对漩涡的影响。本文采用数值模拟结合理论分析的方法,并辅以实验验证数值模拟方法的正确性,并配有大量的数值计算图谱,结果生动清晰。针对V型超声波热量表的基表研究对超声波热量表的研究有一定的指导意义,在一定程度上填补了国内在该领域的空白,具有一定的创新性。