双头单螺杆泵衬套力热耦合模拟研究

针对双头单螺杆泵在工作过程中,还没有能够直接对井下工况衬套橡胶的温度场分布等进行有效的测试,定子衬套又容易实效、衬套型线对螺杆泵工作性能影响很大的现状,对双头单螺杆泵衬套进行计算机仿真模拟研究则是一个尝试.鉴于双头单螺杆泵衬套的特殊形状将三维模型合理简化为平面应变模型进行模拟研究.运用有限元方法对三种线型的双头单螺杆泵衬套进行力热耦合模拟研究.给出了在额定工况下,螺杆泵衬套温度场分布云图.揭示了螺杆泵衬套的温度分布规律,弥补了螺杆泵衬套温度场难以测量的问题.为双头单螺杆泵衬套的热分析、型线选择、性能优化等提供参考依据.     

双头单螺杆泵衬套力热耦合模拟研究

运用有限元方法对三种线型的双头单螺杆泵衬套进行力热耦合模拟研究.给出了在额定工况下,螺杆泵衬套温度场分布云图.揭示了螺杆泵衬套的温度分布规律,弥补了螺杆泵衬套温度场难以测量的问题.为双头单螺杆泵衬套的热分析、型线选择、性能优化等提供参考依据.     

单螺杆泵衬套的收缩变形分析

针对单螺杆泵衬套曲面形状的变形问题,对影响橡胶收缩率的因素、温度变化与衬套形状之间的关系和衬套模芯曲线形状修正方法等问题进行了研究。采用温度场与结构应变场的耦合分析的方法,利用有限元分析软件ANSYS模拟了衬套出模冷却时的温度场,分析了螺杆泵衬套形状随温度的变化特点。研究结果表明,硫化温度与工作温度差异越大,衬套的变形越明显,并呈现出头部变形小、腰部变形较大的特点,通过适当缩小螺杆泵模芯腰部尺寸可以减小温度变化对其最终形状的影响,提高衬套的形状精度。     

单螺杆泵衬套截面形状的改进

从单螺杆泵的工作原理和阻力功耗分析入手,提出一种改变单螺杆泵衬套截面形状的方案.衬套截面形状改变后,不但可以减小无用功消耗,提高泵的效率,而且可以降低衬套制作难度,具有明显的经济效益.     

单螺杆泵转子在定子衬套中运动接触迹的研究

单螺杆泵在抽汲高黏度、高含气量和高含砂量的原油方面具有独特的效果，在机械采油设备方面被广泛应用。单螺杆泵的核心部件是定子和转子。通过研究转子在定子衬套中的运动接触迹，确定镗削刀具加工轨迹，从而实现具有内螺旋孔的金属定子的加工，以其作为衬套替代传统的橡胶衬套。     

双头单螺杆潜油泵橡胶衬套力-热耦合模拟研究

针对用于井下采油的潜没式双头单螺杆泵在工作过程中,还没有能够直接对处于采油井下工况的衬套橡胶的温度场分布等进行有效的测试,定子衬套又容易失效、衬套型线对螺杆泵工作性能影响很大的现状,对双头单螺杆潜油泵衬套进行计算机仿真模拟研究进行一次尝试。鉴于双头单螺杆泵衬套的特殊形状,将三维模型合理简化为平面应变模型进行模拟研究。运用有限元方法对3种型线的双头单螺杆泵衬套进行了力热耦合模拟研究。获得了在额定工况下,螺杆泵衬套的温度场分布云图。揭示了螺杆泵衬套的温度分布规律,解决了螺杆泵衬套温度场难以测量的问题。为双头单螺杆泵衬套的热分析、型线选择、性能优化提供参考依据。     

双头单螺杆泵短幅内摆线线型仿真优化技术

在单螺杆泵转子和定子是刚性接触的假设前提下,以短幅内摆线线型理论为基础,建立多元变量多目标函数的双头单螺杆泵短幅内摆线线型优化的数学模型。利用数值积分法对目标函数的复杂积分进行处理,求出变幅系数k在不同取值范围内的复杂积分拟合方程,确定约束条件,简化了线型优化的数学模型。采用复合形法对该数学模型进行优化,可计算出优化范围内各点的几何参数。结果显示,当变幅系数k=0.5、等距线半径趋于无穷大时线型结果最好。将优化结果应用在双头单螺杆泵的线型设计中,计算出线型各点绕中心做螺旋运动时空间位置坐标,利用OpenGL技术建立双头单螺杆泵短幅内摆线线型的参数化运动仿真模型,实现优化设计与运动仿真相结合,为多头单螺杆泵线型理论的深入研究提供一个可视化的操作平台。     

单螺杆泵定子磨损分析

从定子受力的角度分析了定子磨损分布规律,认为定子截面出现较大对角磨损是由于输送物体的压力差产生的横向力和倾倒力矩以及万向联轴器离心力的联合作用;而输送物体的压力差分布不均匀以及万向联轴器的离心力作用产生的附加弯矩作用使得磨损轴向分布呈喇叭状。研究结果表明要解决定子磨损问题应该从提高定子材料在湿磨粒磨损条件下的耐磨性的角度考虑。     

双头单螺杆泵等壁厚橡胶衬套力学性能仿真

为研究双头单螺杆泵等壁厚橡胶衬套的力学性能,建立了常规衬套和等壁厚衬套的计算模型。采用有限元法分析了均匀内压和初始接触状态下两种衬套的受力情况,由此将两种衬套的力学性能进行对比。计算结果表明:在均匀内压下,双头单螺杆泵常规型衬套最大位移出现在内壁凸起处,而等壁厚衬套的最大位移出现在圆弧凹陷处;相同压力下,等壁厚衬套的位移和应力均小于常规衬套;等壁厚衬套对压力的敏感程度低于常规衬套,具有更好的抗压抗变形能力;初始接触状态下,等壁厚衬套的接触压力更大,密封性能更好,但是等壁厚衬套的应力场扩散至了衬套外壁,这就要求衬套与缸套间必须具有更大的粘结强度。     

单螺杆泵定子橡胶温度场分析

应用传热学原理,采用有限元方法建立了常规单螺杆泵和等壁厚定子单螺杆泵定子橡胶温度场的计算模型,分析了定子温度分布特点;比较了2种泵定子温升对橡胶工作性能的影响;研究了不同工作压差和转速条件下,定子温升的规律,并给出了相应的表达式.结果表明:常规泵定子温度场呈对称椭圆形分布,温度梯度大,最高温度位于橡胶厚度最厚的中心部位;等壁厚泵定子温度分布较均匀,温升很小.相同工况下,常规泵定子橡胶温升为等壁厚泵的7倍,橡胶容易损坏.对于相同的橡胶材料,定子温升随工作压差的增加而非线性增加,随转子转速的增加而线性增加;常规泵定子温升受二者变化的影响远大于等壁厚定子泵.     

单螺杆泵密封压力与举升性能有限元分析

介绍了单螺杆泵腔室内压力产生的原理,提出了单螺杆泵正常工作过程中的密封原则,即相邻腔室压力大于定转子之间的接触压力时,定转子被油液压力撑开,为泄漏状态。同时利用有限元分析软件模拟了螺杆泵正常工作的几个基本过程:油液的吸入,油液的推移,油液的排出。伴随着液面高度的增加,从排出端开始相邻腔室的内部压力差在不断地变大,找出各基本过程中腔室内压力与接触压力的变化关系,得到了举升700m时无杆抽油螺杆泵采油系统各泵腔内的压力分布。     

高温含砂原油中等壁厚螺杆泵定子衬套磨损分析

为研究高温采油工况下螺杆泵定子衬套的磨损情况,将定子橡胶在高温含砂原油中进行摩擦学试验,测出橡胶的摩擦因数。运用有限元分析方法,对螺杆泵等壁厚定子橡胶衬套进行接触非线性计算,研究工作压差、过盈量以及摩擦因数等多因素对定子衬套磨损的影响。分析结果表明：在工作温度60℃、压差0.5MPa的工况下,橡胶衬套最大等效应力和等效应变出现在定子衬套外侧,最大等效应力和等效应变随着过盈量和摩擦因数的增大而增大,摩擦因数对定子橡胶衬套的磨损影响相对较小,选择合适的过盈量有助于减小磨损,提高效率。     

基于ANSYS的新型对称双螺杆泵泵体的有限元分析

为了验证新型对称双螺杆泵的实用性,在泵体设计的基础上需要对其进行强度校核。采用简化的方法,将工作液体视为静止液体在一定压强p的作用下对壳体下壁施压的问题,将压力面分割成多个区域来进行有限元分析,证明泵体设计满足强度校核,为泵的进一步分析和工程应用打下了良好的基础。     

单螺杆泵截面型线参数对定子磨损的影响

分析了单螺杆泵定子的磨损方式,依据丁腈橡胶的磨损规律,分析了单螺杆泵接触点相对滑动速度与接触角在钢转子与丁腈橡胶定子在啮合过程中的变化规律。结果表明,提高流动接触点相对滑动速度和降低固定接触点综合曲率能有效降低定子磨损。     

单螺杆泵定子橡胶的接触磨损分析

采用有限元法对常规单螺杆泵和等壁厚定子单螺杆泵的定子橡胶和螺杆进行接触非线性计算,得到了螺杆与定子在不同位置接触时变形及剪应变云图;分析了定子接触磨损的特点及规律,并进行了比较。结果表明：常规单螺杆泵定子与螺杆在圆弧顶接触时,剪应变和变形最大,定子两圆弧对角磨损最严重,同时定子的磨损随过盈量增大而明显增大;而等壁厚螺杆泵则在中间位置接触时,剪应变和变形最大,且最大剪应变位于定子的外表面。由于目前还没有能够直接对实际工况下的定子橡胶的变形和接触状态进行测试的有效手段,本文为定子的优化设计提供了理论基础和有效的数值模拟方法。     

单螺杆压缩机星轮的有限元模态分析

应用SolidWorks软件建立了单螺杆压缩机星轮的三维实体模型,利用ANASYS对星轮进行了有限元模态分析,得到了星轮前6阶固有频率及其对应的振型,并对低阶固有振型进行归纳。这些结果可为单螺杆压缩机星轮的动态设计提供参考。     

大排量采油单头螺杆泵的参数设计

螺杆泵采油工艺是目前国内外用于开采高粘度、高含砂量和高含气量原油的一项采油新工艺.大排量采油螺杆泵可以在油田进入高含水期后,提液增加产量.本文根据油井的工况,合理选择了大排量单头单螺杆泵的参数,其排液量满足要求.     

双螺杆压缩机转子的有限元模态分析

运用有限元分析软件ANSYS,对某公司无油双螺杆压缩机的转子建立有限元模型,并对其进行了模态分析,得出了该压缩机转子的前6阶固有频率和振型。结果显示该螺杆压缩机转子的一阶、二阶临界转速远大于实际工作转速,不会发生共振。通过模态分析为产品的设计和优化提供了理论参考依据。