旋流泵变转速特性试验研究

本文对旋流式模型泵进行型式试验及变转速外特性试验,对转速变化引起的性能变化进行了试验研究,得出了泵流量、扬程、轴功率、汽蚀余量及效率变化规律,并对其变化原因进行了分析。对旋流泵变转速相似定律的适用性进行了实验验证,结果证明流量、扬程、轴功率的变化规律服从相似定律,汽蚀余量的变化规律不服从相似定律,而呈相反趋势。     

井下气液混抽泵外特性试验研究

为满足高含气油藏及煤层气田开发的需要,对自主开发的新型井下螺旋轴流式气液混抽泵样机进行了外特性试验研究,得到样机在纯水及不同入口含气率时的外特性曲线,结果表明该样机能高效混抽高含气率介质。本文详述了试验步骤,分析了含气率和气液总流量的变化对井下螺旋轴流式气液混抽泵外特性的影响,为井下气液混轴泵的进一步开发研制提供了试验依据和工作基础。     

叶片式气液混输泵全流道内流场特性分析

有关叶片式气液混输泵全流道内流场特性的研究还不充分,因此选取空气-水作为输运介质,基于ANSYS_CFX对一叶片式气液混输泵进行全流道数值模拟。计算域采用ICEM_CFD和TurboGrid进行了结构化网格划分。通过数值计算获取的外特性数据与试验数据进行对比,数值计算方法的可靠性得到了验证。计算结果显示,不同进口含气率下叶轮流道内的气体主要聚集在叶轮出口轮毂处的吸力面附近且随着进口含气率的增加,气体在该处的聚集程度增强,分布的不均匀度增加。9%、15%和21%进口含气率下叶轮内流体的最大湍动能分别是3%进口含气率下的1.07倍、1.53倍和1.83倍。不同进口含气率下导叶内的气体均在轮毂处聚集,且沿着流动方向,轮毂处的气体逐渐向主流区扩散。9%进口含气率下,叶轮内气体的聚集程度随着流量的增加逐渐减小,而导叶内的气体在设计流量(Q_d)时聚集程度最大,大流量(1.25Q_d)次之,小流量(0.75Q_d)最小。以上研究结果更深入地揭示了叶片式气液混输泵的内流场特性,可以为该类泵的优化设计提供参考,提高其输运效率。     

液环混输泵的试验研究

介绍了对液环混输泵所作的大量试验研究工作情况,如利用现有的水环泵及自行研制的液环混输泵进行的空气和水、石油及天然气的混输试验,揭示了它们的特性曲线,并对其结果进行了分析。     

运用正反问题迭代法进行叶片式气液混输泵叶轮的水力设计

基于正反问题迭代,提出了叶片式气液混输泵叶轮水力设计的方法。叶轮叶片的初始几何形状根据给定的速度矩分布规律进行设计,通过叶轮内CFD三维流场分析结果,改进流道参数和速度矩分布规律以优化叶片几何参数和流场分布。外特性试验结果表明,设计叶轮可在较宽的流量范围及含气量范围下工作,最优工况效率可达44．0％,且能在短时间内输送100％的气体而不发生气堵现象,证明了该设计方法的有效性和可靠性。     

容积式油气混输泵的试验研究

介绍YQB型油气混输泵的结构特点,分析油气混输泵的压力变化,提出了适用于该种泵的不稳定伯努利方程,提出油气混输泵的设计方法.     

高低叶片对旋流泵性能影响的试验研究

本文对现有的旋流泵叶轮进行研究分析后,对3种不同比转速的叶轮进行重新设计,通过改变成不同高度的叶片数,对旋流泵的性能进行试验研究,获得了旋流泵的高叶片数不同时对其性能影响的变化规律,并对变化原因进行了分析。结果证明,高低叶片能够减小水力损失,提高旋流泵的扬程和效率,特别是当旋流泵叶轮的叶片数为6片时,2个对称分布的叶片比其余4个叶片高的叶轮的水力性能要好;当叶轮的叶片数为8片或10片时,3个均匀分布的叶片比其余叶片高的叶轮的水力性能要好,效率提高约3%。     

旋流泵内部流动及吸入性能试验研究

通过萝卜水流流动和气水混输观察试验，研究旋流泵流动原理，探讨旋流泵涡室流动模型。通过对液下旋流泵进口直径D0对性能影响的对比试验，确定D0/D2的最佳比值。对旋流泵汽蚀余量曲线及汽蚀对泵扬程的影响与同比转数离心泵进行对比分析，探讨旋流泵汽蚀性能特点。     

气相压缩性对气液混输泵设计工况点性能的影响

为研究气相压缩性对气液混输泵性能的影响规律,以螺旋轴流式气液混输泵为研究对象,采用欧拉-欧拉双流体模型,在20%～80%进口含气率范围内对混输泵设计工况点进行数值计算,分析气相压缩性对混输泵外特性曲线和内流场的影响。研究表明,在高含气率下气相可压缩性对混输泵的外特性预测结果影响明显增大;考虑气相压缩性后,混输泵叶轮单个流道内最先出现气堵问题,并且气相压缩性明显影响叶轮叶片上压力载荷分布以及叶轮内的气液两相的相间速度差分布。     

固液混输单螺杆泵过盈量的探讨

从各种介质液流性质入手，对单螺杆泵在输送各种介质时，对如何确定转子与定子过盈量的值，分为十类情况进行了评述，分门别类给予定性和定量的说明，提出了比较清晰的选用过盈量值原则。     

导叶式气液旋流分离器试验研究

根据气井井下工况特点设计了一种直径为50mm的新型导叶式气液旋流分离器,并进行了模拟分离试验。试验中重点分析了导叶式气液旋流分离器的叶道出口角度、锥体角度、叶道出口速度以及人口含液浓度对其分离性能的影响规律。     

黏度对混输泵内气相分布规律的影响

为了深入探究液相黏度对混输泵内气相分布规律的影响,基于两相流模型和标准的k-ε湍流模型,本文利用FLUENT软件以3种不同黏度的液体为液相介质对三级轴流螺旋式油气混输泵在设计工况、入口含气率30%条件下进行数值计算,总结了液相黏度对混输泵内气相分布规律的影响。结果表明:黏度越小对叶轮内和首级动叶轮叶片上气体分布影响越大,且当介质为重质油时混输泵内轴向方向上的气相体积分数基本保持不变。另外黏度对首级动叶轮叶片进口附近的气相体积分数的影响也较大。研究结果可为增强混输泵输送效率和水力稳定性提供参考。     

往复式油气混输泵组合阀滞后角的研究

针对实际组合阀的结构特点,结合相关工作参数,推导出了往复式油气混输泵组合阀滞后角的计算公式,得到了不同气液比下组合阀的滞后角.采用FLUENT软件中的VOF多相流模型及动态分层动网格模型,结合UDF将运动边界定义为活塞运动,对6组不同气液比下的组合阀滞后角进行了数值模拟,与理论计算结果比较,相当吻合.结果表明,往复泵输送油气两相介质时组合阀滞后角远远大于介质为纯液态的工况;随着介质气液比的增大,组合阀的滞后角不断增大.该研究可为往复式油气混输泵阀的设计计算提供一定的理论基础.     

多级轴流式混输泵内气液两相流的数值计算

利用Fluent计算软件在多重参考坐标系下采用欧拉方法的双流体湍流模型计算多级轴流式泵内高含气状态下的三维气液两相流场。通过对绝对流速、叶轮相对流速、压力、气液两相分布及其相间滑移速度矢量的分析,探讨了气液两相介质在泵内的流动规律。通过与泵性能实验结果对比,验证了本文方法对气液两相轴流泵计算分析的有效性。     

油气混输泵静叶内部流场分析及优化设计

针对某一典型的油气混输泵,以设计工况下泵的增压和效率提升为优化目标,设计了不同进口安放角的静叶,基于FLUENT软件,采用RNG k-ε模型、SIMPLEC算法对装配不同静叶的单级油气混输泵模型进行数值模拟,得出静叶区域内的压力分布,并分析出不同含气率下不同进口安放角的静叶叶型和混输泵增压及效率之间的关系。结果表明:随着静叶进口安放角的增大,混输泵的增压能力和气液混合能力呈现出先增大后减小的趋势,叶片背面产生低速脱流区的起始点逐渐向进口方向移动;较小的进口安放角使得动静叶交界处流速和压力的不均匀性增加。研究结果对混输泵静叶设计及优化提供了理论参考依据。     

往复式油气混输泵组合阀流场非定常仿真分析

建立了往复式油气混输泵组合阀简化后的二维轴对称维流场几何模型。根据泵速、活塞行程和活塞直径等工作参数,给定阀的边界条件,采用标准的k-ε湍流模型、动网格技术以及UDF用户自定义程序,对介质不同气液比下组合阀的启闭过程进行了非定常数值仿真。获得了组合阀开启、关闭过程中阀芯表面压力分布、阀隙流速、瞬态液动力与介质气液比、阀开启高度之间的定量关系。结果表明:阀芯开启高度一定时,介质气液比越大瞬态液动力越小;介质气液比一定时,随着阀芯开启高度的增大瞬态液动力减小。     

高抗汽蚀性能泵的设计和试验研究

本高抗汽蚀性能泵的NPSH_r=0.54～1.41 m,首级叶轮前装有一个3叶片的变螺距诱导轮。试验研究表明,在普通叶轮前加装诱导轮只能在有限程度上提高泵的抗汽蚀性能,只有诱导轮和主叶轮匹配设计,也就是考虑诱导轮出口流动与叶轮进口流动良好配合,设计的主叶轮才能更有效地提高泵的抗汽蚀能力。     

双吸双流道泵气固液三相流动特性分析

为探究非对称双吸双流道泵的内部流动规律,基于CFD性能预测方法,采用Mixture多相流模型,充分考虑汽蚀作用,计算双吸双流道泵在气固液三相联合作用下的速度-压力分布规律以及气相与固相的体积分布特点,并且考虑不同的计算方法叶轮中截面的压力分布。计算结果表明:在叶轮的头部区域存在一局部低压漩涡区,在恶劣环境工况,最终演变为汽蚀的发生。固相颗粒主要分布在靠近上下盖板的内表面,气相主要分布在叶片的头部区域。不同的计算方法,压力分布趋势基本相同,若考虑固相颗粒的作用,叶轮出口压力更高,压力梯度更大。若考虑汽蚀的作用,叶片头部的低压区范围更宽广,汽蚀现象更严重,但发生汽蚀的部位不会改变。