随着我国大气污染防治工作和国际间碳交易的进一步展开,对气体污染物和温室效应气体排放量的准确计量愈发重要。烟道气体排放是我国大气污染物和二氧化碳排放的主要来源,目前国内可用于校准大口径气体流量计的标准装置较少且暂时缺乏完整的量值溯源体系,同时烟道内流场复杂、湍流度高,使烟气流量测量结果准确度较低。S型皮托管作为当前应用最广泛的烟道气体流量计,其计量性能直接关系到测量结果的准确性。为了满足当前国内对烟道气体流量的量值溯源需求和解决S型皮托管在烟道气体流量计量中校准系数受横向流动影响的问题,本文主要对中国计量科学研究院新建成的烟道气体流量标准装置进行了性能评估,并通过烟道现场测试对S型皮托管和球型皮托管在烟道流量计量中的特性进行研究,基于烟道气体流量标准装置对横向流动下S型皮托管的校准系数变化进行研究,设计了一种校准系数对横向流动不敏感的改进锥型皮托管。本文主要研究成果如下:(1)对国家计量院新建成的烟道气体流量标准装置进行了性能评估。经验证,标准装置具备流量范围为908~104840m~3/h,流速范围为0.5~60m/s的测量能力,装置的相对扩展不确定度为0.62%(k=2),可对最大口径为1m的气体流量计进行校准,完善了烟道气体流量量值溯源体系。(2)通过烟道现场实验对S型皮托管与球型皮托管的烟道流量计量特性进行研究。研究发现:与现场超声流量计的标准流量相比,S型皮托的示值误差达到33.8%;球型皮托管对向测量的示值误差为-6.2%,非对向测量的示值误差为-6.5%。球型皮托管的计量性能较好,对向测量与非对向测量方法的结果准确度相当。但球型皮托管孔径小、易堵塞,不能长时间进行测量,选用S型皮托管可避免此问题,但须要进行改进以提高其计量性能。(3)烟道气体的横向流动会造成皮托管校准系数的变化,通过在不同扭转角和偏转角下对S型皮托管校准系数受探头结构参数变化的影响进行研究。结果表明:在扭转角变化时,S型皮托管的校准系数关于0°呈近似对称分布;在偏转角变化时,校准系数变化较大且不对称;静压孔压力值的变化是S型皮托管校准系数变化的主要因素;当皮托管曲率半径、取压孔距离增大,或者内外径之比减小时,校准系数的变化趋于稳定。(4)设计了一种校准系数对横向流动不敏感的改进型锥型皮托管,并对改进后的锥型皮托管结构参数对校准系数的影响进行了研究。研究发现:总压孔压力值的变化是改进后锥型皮托管校准系数变化的主要因素;在横向流动的条件下,总压孔锥形角度越小,静压孔锥形角度越大,连接杆位置距离皮托管探头越远,校准系数越稳定。最后通过烟道现场测试,改进后锥型皮托管示值误差为24.6%,相比于常规S型皮托管,测量准确度提升近9%。