湿天然气流过文丘里管时,由于液相的存在会使压差值比等量的气相单独流过时虚高。目前对文丘里管在湿天然气测量方面已经做了大量的实验和理论研究,但对其流动特性依然没有充分理解。各研究者都是在实验的基础上根据均相流和分相流理论建立湿天然气流量预测虚高模型。但是这些模型没有考虑湿天然气的真实流动特性,误差相对较大且使用范围受到限制。此外,在进行实验研究时,由于实验设备的限制,没有对液相体积分数较大的湿天然气进行研究。计算流体动力学(CFD)方法可以克服实验设备的限制,且精度较高需要的时间较短。因此,本文将采用CFD数值模拟和理论分析相结合的方法对文丘里管内湿天然气流动特性进行研究。首先,利用Fluent软件采用标准k-ε湍流模型和离散相(DPM)模型对文丘里管内的湿天然气进行了数值模拟。经过与英国国家工程实验室NEL的实验数据进行对比,数值结果的相对误差在±5%以内,平均均方根误差小于2.22%,验证了CFD方法的正确性。随后进一步增大液相体积分数进行模拟,获得了湿天然气的流场分布云图、液滴浓度分布云图和壁面静压曲线,并对数值结果进行了分析和讨论。然后,以环状—雾状流为基础建立了文丘里管内湿天然气静压分布模型,并利用Peining Yu et al和挪威SINTEF实验数据对该模型进行了验证。与Peining Yu et al的静压模型相对误差为±15%相比,该模型相对误差在±7%以内,性能有所改进。结果表明影响总压降的主要因素是加速压降,其次是摩阻压降,液滴夹带压降的影响相对较小。最后,从湿天然气测量虚高的定义出发对De Leeuw模型进行了改进。经过与NEL和CEESI实验数据进行对比,该改进模型与实验数据吻合的很好,误差都在+5%以内。通过与前人文丘里管虚高预测模型进行比较,该改进模型的均方根误差都最小,性能相对较好。