Selecting optimum density of lattice of blades of screw pump impeller

A method is proposed for calculating the optimum density of lattice of blades of screw pump impeller that ensures, for a given cavitation margin (inlet pressure), the first critical condition on the partial cavitation characteristic of the pump. The equations obtained can be used also to calculate the permissible cavitation margin of screw centrifugal and screw mixed-flow pumps as well as of stand-alone screw impeller, provided the geometric and operating conditions of the screw are given. __________ Translated from Khimicheskoe i Neftegazovoe Mashinostroenie, No. 6, pp. 29–33, June, 2007.     

自吸离心油泵吸入条件探讨

论述了自吸离心油泵吸入条件的两个决定因素——吸入能力和吸入装置。泵的吸入能力取决于泵的汽蚀余量和最大自吸高度。吸入装置包括吸入液面至泵进口处的管路、阀件等。通过理论分析和试验，给出了粘性液体的汽蚀余量和最大自吸高度的计算方法，吸入装置管路中液体运动粘度与水力坡度的关系，以及虹吸管路无气阻条件下的临界安装高度。这说明一台性能优良的泵，还需与之相匹配的吸入装置才能获得最佳工作状态。     

NMP萃取精馏系统塔底泵汽蚀问题的研究与应用

针对NMP萃取精馏系统中塔底泵多次发生故障影响正常生产的问题,对泵解体发现叶轮和蜗壳上面有蜂窝状麻点等汽蚀痕迹,在汽蚀机理分析的基础上,通过查找现场参数,利用HYSYS工艺模拟软件和汽蚀余量计算软件计算,由离心泵的运转特性与汽蚀关系图知,当泵实际流量超过额定流量临界工作点时,泵进入汽蚀区发生生产事实上的气蚀。现场通过更换塔底泵和降低入口流体温度的措施,运转至今未发生汽蚀现象。     

离心泵振动原因分析和解决方案

分析了离心泵的振动原因,如汽蚀余量不够、操作流量过低、轻组分分离不彻底、泵人口管道阻塞、泵的流道设计不合理、泵叶轮设计不合理、泵轴不对称、泵体固定不好等。提出了整改方案,如抬高入口测液面高度、减少入口管线和管件的当量长度,增加最小回流线、稳定操作、清理管道内异物、改善泵内结构设计、泵体加固等。     

颗粒对离心泵过流部件磨损的影响

基于Fluent商用软件,采用标准k-ε湍流模型和Mixture多相流模型、SIMPLE算法对固液两相流离心泵过流部件的三维固液两相流场进行数值计算,获得了不同颗粒直径、不同浓度下叶轮中截面和压水室中截面固相体积分数分布,计算分析了固体颗粒对离心泵叶轮和压水室磨损的影响。研究结果表明:颗粒直径对叶轮内固相浓度分布和运动规律影响较大,颗粒直径越大,颗粒易偏向于叶轮的工作面,导致叶轮工作面的切削磨损,且磨损主要发生在叶轮进口处和叶轮的出口段;颗粒体积浓度对颗粒的分布略有影响。压水室内的固相体积分数分布随颗粒直径和初始固相浓度的增大不断增大,在惯性力的作用下颗粒与液相在压水室发生分离,导致固相浓度的分布不均匀,对压水室壁面造成一定的磨损。     

离心泵叶轮轴面流道设计的一种新方法

提出了一种设计离心泵叶轮轴面流道的新方法。在确定叶轮后盖板的轴面流道曲线后，从过流断面积Ｆ沿流道中线Ｌ线性变化出发，推导出前盖板曲线的离散迭代公式。实例表明，该方法比圆弧－直线的前盖板轴面曲线的Ｆ－Ｌ曲更接近于直线，即流道变化更均匀。此外，旨出了误差的大小和产生原因。     

离心式低剪切泵的设计研究

用理论和实验两种方法对离心式低剪切泵进行了设计研究。根据低剪切的特点 ,初选现有离心式泵 ,对叶轮叶型、流道等参数进行改造设计 ,总结出一系列实现低剪切的设计准则 ;分别对改进前后的离心泵叶轮进行了剪切对比实验 ,在各种流量下改进叶轮均比原叶轮出口油滴平均粒径高出 10 %左右 ,改进是比较成功的。对离心泵的低剪切设计研究进行了有益的探索 ,得出了设计离心式低剪切泵的设计准则 ,对泵的优化选型有一定的指导意义     

Choosing the parameters of a spiral impeller with maximal cavitation performance

A method is proposed for selecting the best values for the geometrical and working parameters of a spiral impeller with constant pitch, which gives the maximal cavitation performance in pumps in which it is used either as a preliminary pumping facility (centrifugal pump) or the inlet section of an axidiagonal pump. __________ Translated from Khimicheskoe i Neftegazovoe Mashinostroenie, No. 3, pp. 19–23, March, 2006.     

离心泵三元流场计算与叶轮计算机辅助设计

为进行离心泵叶轮的三元设计,用有限元方法解决了离心泵叶轮三元流场的计算问题。借助Auto CAD绘图系统,实现了叶轮的三元CAD。试验研究表明,本项研究在提高叶轮绘图效率、质量和泵效等方面有明显的效果。     

Characterization of a centrifugal pump impeller under two-phase flow conditions

Multiphase pumping is an area of primary interest, particularly for the petroleum industry, where fair amount of gas can be found in oil wells production. This study presents the results of numerical simulations carried out in a centrifugal pump impeller of an Electrical Submersible Pump (N_s = 2063) conveying an air–water mixture. The results include the impeller head and the relative flow angle at the outlet (β₂) as a function of the liquid flow rate, as well as the phases distribution within the impeller. A sensibility analysis with regard to the Gas-Void Fraction (GVF) and the bubble diameter was also included. The deterioration of the head reported by other investigators (in the case of two-phase flow) is reproduced and substantiated by means of the forces acting on bubbles within centrifugal impellers. Finally, comparison with experimental data is excellent, which demonstrate that Computational Fluid Dynamics (CFD) is a useful tool in the analysis of turbomachinery.     

带护罩电动潜油泵机组的研究与应用

带护罩电动潜油泵机组的护罩是电潜泵应用工艺中保护潜油电动机正常运移的一种装置。它将离心泵吸入口、电动机保护器和潜油电动机罩于其内,迫使油井液和井口注入液从护罩下端流经潜油电动机进入离心泵吸入口,有利于冷却潜油电动机并降低原油粘度,从而提高电潜泵机组的运转寿命。试验证明：（１）带护罩电潜泵机组配合地面掺水工艺,可以在日产液量小于３０ｍ３、原油粘度达１０００ｍＰａ·ｓ的低产稠油井中应用;（２）将该泵组下到生产层位以下,可在气液比为 ４００ｍ３／ｔ的井中连续正常运转;（３）可在大直径套管井中成功运转;（４）下入地面单层套管口袋井中,可对低压来水实施无泄漏增压注水。     

离心输油泵的能耗与改造

《石油机械》第15卷第3期,1987,第22～28页,图7,表1 本文在现场调查的基础上,分析了离心输油泵的能源消耗情况,指出应从车削叶轮、调节转速、更换低效泵及额定流量偏大的泵等方面进行适当改造,以降低能耗。     

叶轮式旋转射流喷嘴的射流特性研究

为提高PDC钻头钻进水平段时的井底射流辅助破岩能力,开展了叶轮式旋转射流喷嘴的射流特性研究。利用k-ε双方程标准湍流模型,对叶轮式旋转射流流场进行了数值模拟,并采用旋流强度和流量系数评价了射流破岩能力。数值模拟结果表明,叶片扭曲角为115°~140°、直柱段无因次长度为0.6~0.8、收缩角为60°~70°时,流量系数和旋流强度可取得最佳值,射流破岩能力最强。根据不同喷距下的旋转射流破岩试验结果,分析了叶轮式旋转射流喷嘴的破岩特性,结果表明,同压降下叶轮式旋转射流破岩直径是普通直射流的近3倍,且喷距在7~11倍喷嘴出口直径时破岩直径最大。研究结果表明,叶轮式旋转射流喷嘴的破岩能力优于普通直射流喷嘴,且通过优化叶轮式旋转射流喷嘴几何参数可提高其破岩能力,加强井底清岩和辅助破岩效果,提高PDC钻头的破岩效率。      

叶轮式井底盘阀脉冲射流钻井工具性能分析与优化

为进一步提高钻井效率,基于井底不对称流场在清岩与辅助破岩等方面所具有的良好效果,设计了一种以小型水动力叶轮为驱动力来源的叶轮式井底盘阀脉冲射流钻井工具,并通过数值模拟及试验对水动力叶轮与该射流工具进行了优化设计。利用计算流体力学软件Pumplinx对叶轮区域进行了全工况数值模拟,通过分析内部流场的压力、速度以及湍动能的分布特性,总结了叶轮转速与阻力扭矩及轴向力之间的响应关系;通过在该射流工具进口段布置导流块、对叶片轮毂端进行光顺处理以及选取合适的叶片包角等优化措施,让叶轮进口流场得到改善的同时,提高了叶轮的水动力特性并消除了部分轴向力。模拟结果显示,初始叶轮在75 r/min转速下可克服的自然负载阻力扭矩从1.07 N·m提高到3.93 N·m。研究结果表明,所述优化方案能大幅提高叶轮式井底盘阀脉冲射流工具的脉冲性能,优化效果十分显著。      

自吸离心泵吸入条件的探讨

自吸离心泵的使用受吸入条件的制约,而吸入条件受汽蚀余量、最大自吸高度和吸入装置等因素的影响。文中时自吸离心泵吸入条件作了论述,给出了计算公式。为泵的经济、高效和可靠运行提供了方便,具有实用性。     

新型自旋导流表面曝气反应器性能的研究

应用多层桨自旋导流技术 ,设计了一种新型自旋导流表面曝气反应器。在内径为 15 4mm、液位高度 2 35mm的搅拌槽中 ,测定了自旋导流表面曝气系统的混合时间、搅拌功率和气液传质性能 ,并与Rushton桨与 4 5°上推斜叶透平桨组成的Rushton桨表面曝气系统进行比较。结果表明 ,自旋导流装置能有效改善上层桨和下层桨间流场的耦合 ,提高搅拌桨的操作效率 ,促进反应器内的分散和循环。与Rushton桨表面曝气系统相比较 ,在相同搅拌转速条件下 ,自旋导流表面曝气系统的混合时间更短 ,搅拌功率小 ;在相同功耗条件下 ,自旋导流表面曝气系统的气液传质性能优于Rushton桨表面曝气系统。     

环形射流泵空化特性的试验研究

在简要介绍环形射流泵工作原理的基础上,定义了环形射流泵试验常用的一些技术参数;通过试验所得到的试验数据及引入相关的技术参数绘制了环形射流泵的特性曲线。根据环形射流泵的特性曲线,论述了临界空化数σc、收敛角α、吸入头的面积A1、喉管长径比L2/D2和射流涡旋强度J对环形射流泵空化性能的影响;通过分析这些影响,得到了一些有用的结论和公式,从而提出改善环形射流泵空化特性的一些建议,为高效环形射流泵的设计提供了理论依据。     

Distribution of the Absolute Flow Velocity Behind the Screw Impeller of a Centrifugal Pump

An analytic expression is given for calculating the radial distribution of the axial and circumferential components of the absolute flow velocity behind the screw impeller with a relative plate channel of no more than four calibers in operation without return flows at the inlet and counterflows at the outlet. The graphs (calculated and experimental) of these velocity distributions for screw impellers with different geometric parameters are shown.__________Translated from Khimicheskoe i Neftegazovoe Mashinostroenie, No. 4, pp. 21–25, April, 2005.     

无过载泵优化设计

从理论上分析了无过载离心泵的原理。考虑到叶轮圆盘摩擦损失和泵体内的水力损失是无过载泵内的主要功率损失,经它为目标函数,在地设计变量进行合理约束的条件下,寻求最佳的叶轮直径、叶片同口角、叶轮出口宽度和叶片数,以及与之匹配的其他参数,以提高泵的效率。     

Measurement of Inlet Drop Size Distribution of Secondary Dispersions by Laser Particle Size Analyzer

Knowledge of the Oil drop size distribution, in addition to the mean drop size, is necessary in order to characterize secondary dispersions. Furthermore, the capture efficiency for any drop flowing through a packed bed depends upon its Oil inlet drop diameter. The Oil/Water secondary dispersions produced by the centrifugal pump were analyzed at regular intervals during an experiment to ascertain the drop size distribution and to check that the feed to the coalescence bed was consistent. New techniques that were developed for measurement of drop size distribution of secondary dispersions using Laser Particle Size Analyzer, which consisted of (He/Ne) laser emitter and laser receiver and lenses. The Laser Particle Size Analyzer was fixed directly to the experimental equipment by using the special designed circular cell. The measurement of drop size distribution was done by computer system with application software package. The new mean drop diameter (i.e., d₂₁) equation has been derived theoretically and the results that predicted from this equation exhibited a maximum error of ±15% from the experimental data.