临界流流量计被广泛应用于流量测量、流量计标定和流量控制中。国内外对其进行了广泛的研究,但长期以来,人们对临界流流量计的研究大多集中在理论和实验方面。近年来,随着计算机技术的发展,数值模拟方法在此方面的应用研究正受到更多的关注。而在临界流流量计的二次仪表方面,基于单片机的智能流量显示仪表的设计也越来越广泛。本论文主要分为三个部分,首先利用FLUENT软件对临界流文丘里喷嘴进行了数值模拟研究,主要研究了喷嘴的结构参数变化对实际流量的影响以及喷嘴扩张段临界背压比的影响。其次,根据前文数值模拟的结果,设计了临界流文丘里喷嘴的外形结构以及安装形式。并利用FLUENT软件数值计算的方法得出了流出系数和喉部雷诺数的关系,给出了拟合的曲线公式。第三,设计了基于MCS51单片机的临界流流量计二次仪表。该装置由温度压力传感器、A/D转换器、单片机、液晶显示屏及其周边电路构成,具有数据采集、流量计算以及流量显示的功能。数值模拟的结果表明:临界流文丘里喷嘴的收敛段圆弧半径和喉部圆柱段长度的变化对喷嘴的实际流量有明显影响,其它参数的变化对喷嘴实际流量基本没有影响;文丘里喷嘴的临界背压比随扩张段长度的增加而提高,随着扩张半角的增加而有所下降。本文设计的临界流流量计二次仪表通过测试表明能够完成系统要求的功能,误差也在可接受范围之内。