旋流泵气液混输特性试验研究

通过旋流式模型泵的型式试验,对无叶腔中心线上设定点进行流动参数测量,得到测点静压p_s、绝对速度V、绝对速度的圆周分速度V_u、径向速度V_r和轴向速度V_z随流量增大变化规律。证明泵进口轴向运动为主流,且旋涡中心静压为负值,阐明了旋流泵的抽吸原理。在此基础上,对泵的气液混输特性进行试验研究,证明旋流泵具有气液混输功能,得到了含气量对泵流量、扬程及效率影响的变化规律,为旋流泵工程应用提供科学实践依据。     

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。     

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.     

双螺杆多相流混输泵的设计计算

在转子几何特性及回流研究的基础上,从变质量多相系统的势力学特性角度,建立了一套描述双螺杆多相流混输泵内部工作机理的控制方程。通过对多相流混输泵内部工作过程的模拟,分析了含气率、回流损失、流量、压力分布及功率消耗间的相互关系。     

双螺杆多相流混输泵的设计计算本

在转子几何特性及回流研究的基础上,从变质量多相系统的热力学特性角度,建立了一套描述双螺杆多相流混输泵内部工作机理的控制方程。通过对多相流混输泵内部工作过程的模拟,分析了含气率、回流损失、流量、压力分布及功率消耗间的相互关系。     

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。     

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。     

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。     

气液两相流泵的研究进展

介绍了气液两相流动的主要计算模型,总结了现有两相流泵的特点,对有关两相流泵的流场分析,性能预测,试验研究及水力设计等方面的现有成果分别进行了综述,对应进一步深入研究的问题及研究中应遵循的一些原则进行了初步探讨。     

往复式油气混输泵输入功率的计算与分析

以往复式油气混输泵为例,研究了气液两相工况下往复泵输入功率变化规律,通过分析其工作原理,结合组合阀排出阀芯开启压力平衡方程和油气两相绝热内压缩过程方程,推导出了输入功率的计算公式.通过实例计算,得到了不同内压缩比、不同气液比工况下三缸双作用往复式油气混输泵的输入功率.结果表明：随着介质初始气液比的增大,泵的输入功率减小;当介质初始气液比β0＜0.5时,输入功率随着内压缩比的增大而增大,β0＞0.5时,输入功率随着内压缩比的增大而减小.     

油气混输多相泵的密封技术研究

多相混输技术使未经处理的多相井流或其它多相流体能够在无需分离的前提下实现长距离输送,这对边际油田、卫星油田以及深水油田的开发有着重要意义。采用多相混输技术不仅能够节约基建投资,而且还能增加油田产量、延长老油田的寿命,为油气田的开发另辟了一条经济实用的途径。多相泵作为多相混输技术的核心设备之一,其工作条件十分恶劣。输送气液两相流体的增压设备本身对密封就有特殊要求,而多相泵不仅要输送气液混合物,还要承受断塞流工况所产生的交变的冲击载荷,更容易导致密封失效、密封液泄漏增加,这就给多相泵的机械密封提出了更苛严要求。本文针对多相泵的常见工况及在多相密封中遇到的问题,探讨目前多相泵常用的机械密封的技术要求、材料选择、密封机理、典型密封装置及应用效果,为今后多相泵机械密封的设计提供参考。     

双螺杆油气多相流混输泵内部工作机理研究

从变质量多相系统的热力学特性角度,从能量守恒、质量守恒定律出发,建立了一套描述双螺杆多相泵内部工作机理的控制方程。通过对多相泵内部工作过程的模拟,分析了气体体积分数、回流损失、流量、压力分布及功率消耗间的相互关系。为验证数学模型的正确性,利用动态信号分析仪对试验样机进行了宏观性能测试和内部压力建立过程曲线（Ｐ—Ｖ图）测试。试验和数值模拟结果的比较表明,建立的数学模型能够正确反映双螺杆油气多相流混输泵内部压力建立过程及其宏观性能特征。     

内压缩转子式油气混输泵输入功率的计算与分析

通过分析内压缩转子式油气混输泵工作原理及其内压缩过程,得出了转子泵输入功率P、附加输入功率Ps及其无内压缩过程泵输入功率Pt的理论计算公式,并且通过实例计算分析得出不同内压缩比λ(分别改变吸入压力p1和排出压力pd)和气液比τ对该新型内压缩转子式油气混输泵P、Ps/P及(Pt-P)/Pt的影响规律。当λ一定时,随着τ的增大,P减小,Ps/P和(Pt-P)/Pt增大;改变λ时,P与λ的关系较复杂,Ps/P始终随着λ的增大而减小,(Pt-P)/Pt随着λ的增大而增大,改变p1时,P变化地更快,而改变pd时,Ps/P变地更快,改变p1和pd对(Pt-P)/Pt的影响不大;当τ趋近于1.0时,即纯气工况条件下,P、Ps/P、(Pt-P)/Pt都会发生突变。     

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.     

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。     

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。     

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。     

新型油气混输泵出口球阀滞后角的计算与分析

依据工程热力学与几何学相关知识,推导并建立了阀球密度、气液比与新型油气混输泵出口球阀滞后角之间的数学方程式,并对方程式进行了讨论。通过理论计算得到了不同工况时出口球阀的滞后角及不同阀球材质球阀的开启滞后角。由计算结果可得,气液比对滞后角影响较大,且两者为正比例关系,比例系数由泵的泵进出口压力、转子尺寸、阀球密度、气体介质的比热比、球阀尺寸确定。由计算得到了阀球密度对滞后角的影响规律,滞后角随阀球密度的增加而增加,但阀球密度对滞后角的影响较小。研究球阀滞后角的变化规律对改善球阀特性具有重要意义,滞后角方程式为该泵球阀的实验研究提供理论参考。     

海底油气多相混输泵的研究与应用

随着石油工业的发展,国外各公司、科研机构等均投入大量的人力物力进行研究海底油气多相混输技术.而研究其核心设备的多相混输泵更是发展海底多相混输技术的重中之重.分析了研究海底多相混输泵的意义,简要综述国内外螺旋轴流泵、双螺杆泵等各种海底油气多相混输泵的研究与应用情况,并描述了不同泵的特点、工作原理和应用范围.     

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。