单级双吸双层蜗壳离心泵变工况运行特性研究

为研究双层蜗壳离心泵变工况运行时的泵内流动特性,应用计算流体动力学技术对模型泵内部的流场进行数值模拟,并对设计工况和非设计工况下的压力等值线图和速度等值线图进行分析。结果表明,设计工况下泵内压力速度分布较均匀,流动轴对称性较好;小流量工况下靠近隔舌附近和蜗壳隔板始端附近叶轮内的压力和速度分布不均匀性增加,轴对称性变差;大流量工况下,叶轮内和叶轮周围蜗壳内流动对称性相对于小流量工况下的情况好,但隔板外侧压力和速度分布不均匀,会使流动损失增大。     

变流量工况下离心泵内部流场数值模拟分析

利用工程上普遍采用的κ-ε两方程模型和SIMPLE算法,对变流量工况下的离心泵内部流场进行了数值模拟分析,得出了离心泵在不同流量工况下的压力场和速度场分布图,在对变流量工况下的内部流场进行分析比较后认为,泵在靠近额定工况下运行时,流动最为稳定,应确保泵在额定工况下运行。     

循环流速对环管反应器内液-固二相流动影响的CFD模拟

以聚丙烯工艺中的环管反应器(包括环管与轴流泵)为研究对象,首先通过CAD软件绘出该反应器的三维模型,然后在Gambit软件中划分该系统的网格。在此基础上,建立了环管反应器内液-固两相的"颗粒动力学-欧拉双流体"模型。其中,采用颗粒动力学描述固相(颗粒相)黏度与压力,采用多重坐标系模型描述轴流泵。采用上述模型模拟了循环流速对环管反应器内液-固两相流动行为的影响。结果表明,高循环流速有助于颗粒在环管"直管"部分均匀分布,但将造成颗粒在环管"弯管"部分不均匀分布。     

聚丙烯环管反应器内液-固两相二次流的流体动力学模拟

应用欧拉-欧拉双流体模型,考察了聚丙烯环管反应器中弯管处的流场特征。其中,采用颗粒动力学描述固相(颗粒相)黏度与压力,用多重参考坐标系模型描述轴流泵的转动。根据上述模型,模拟了环管反应器内液-固两相二次流现象,并分析了轴流泵对流场的影响。结果表明,环管反应器弯管部位存在明显的二次流现象,轴流泵会减弱流体的二次流现象。     

Spheripol聚丙烯工艺的环管反应器模拟

在Aspen Polymers Plus软件平台上模拟Spheripol聚丙烯工艺中核心液相环管反应器,采用了等效的全混流反应器模型和组合式环管反应器模型,结合工厂现场采集的数据,拟合了丙烯聚合反应动力学模型,并将该模型用于两种环管反应器模拟方法的比较。采用组合式环管反应器模型考察了丙烯聚合反应循环比对反应器撤热、聚丙烯产量和相对分子质量分布、反应器内氢气浓度分布的影响。结果表明,在高循环比操作条件下和误差允许范围内,环管反应器可以等效为一个全混流反应器。当控制环管反应器夹套冷却水出口温度不变时,过低的循环比使得反应器内的温度分布不均匀,而过高的循环比则使环管反应器的撤热能力下降;当循环比增加时,环管反应器内的温度和组分浓度梯度减小,停留时间分布均匀,趋于全混流状态,催化剂活性得到充分发挥,聚丙烯产量也相应增加。     

φ79 mm固液混输轴流泵叶片设计与分析

为加快"双梯度钻井系统关键技术研究及应用"国家重点研发计划项目的实施,研究设计了满足深海天然气水合物开采特殊工况的φ79 mm固液混输轴流泵,基于传统的升力与流线法两种主流的泵叶设计方法进行了多参数叶轮设计。选用Particle多相流模型进行水合物固液两相流数值模拟,对比分析了两种造型方法下的叶轮特性。通过研究不同半径处叶片表面静压以及叶片表面固相体积分布,预估了两种轴流泵在变流量下的性能。选择基于流线法设计的轴流泵为优选方案,进一步研究其在变颗粒直径和变体积分数工况下的固液两相流的流动特征。研究结果表明:基于流线法设计的轴流泵叶片扬程与效率更适合实际开采工况需求;随着颗粒直径和体积分数的逐渐增大,基于流线法设计的轴流泵叶片表面固相体积分数明显提升,导致扬程下降。研究结果对于固液混输轴流泵进一步的优化设计及现场应用具有一定的参考作用。     

聚丙烯装置环管反应泵安装技术要点

环管反应泵是聚丙烯装置的关键设备,采用10个弹簧支座安装在基础预埋槽钢上,壳体结构为DN900大弯头用标准法兰与环管反应器连成一体,运行时与环管反应器一起热胀冷缩来消除热应力。本文介绍了环管反应泵安装的技术要点。     

多相混输泵的数值模拟及与实验结果对比

采用数值分析方法对多相混输泵的内部流场及相应的运行特性进行了全面研究,建立了较为完善的计算流体动力学分析模型。计算过程采用非结构化网格,在三维时均N-S方程的基础上,应用标准κ-ε方程对混输泵内部三维湍流流动进行了数值模拟。利用数值模拟的结果分析了气液两相在泵内的流动状况,并对模拟结果和实验结果进行了对比。在设计工况时,数值计算得到的外特性与实验值吻合。远离设计工况时,预测的准确性下降,尤其在小流量工况下差别较大,原因是计算过程中残差出现振荡,很难达到收敛精度要求。     

流量对多相混输泵首级动叶轮气相分布的影响

气液两相分布规律是研究多相混输泵性能的重要内容,同时也与其优化设计密切相关.为了进一步揭示变流量工况下多相混输泵内气液两相分布规律,首先利用三维造型软件对混输泵全流道计算域进行建模,其次基于时均N-S方程和k-ε湍流模型,采用CFD技术在进口含气体积分数为30％时对泵内气液两相三维流态进行模拟,最后分析和总结了流量对混...     

三缸双作用油气混输泵吸入压力对流量特性的影响

针对三缸双作用油气混输泵运行工况,利用Fluent软件对不同吸入压力时单缸工作过程进行三维动态模拟,得到了单缸瞬时流量曲线,并求得泵总的瞬时流量。研究表明:该泵在油气混输工况下的排出流量脉动率远大于吸入流量脉动率。随着吸入压力提高,吸入流量脉动率略有增加,但泵吸入流量和排出流量的平均值大幅增加,且排出流量的脉动率大幅度降低。     

环管反应器轴流泵的应用

概述了环管反应器的原理、特点及其应用发展过程。作为环管反应器的重要动力设备，轴流泵的性能直接关系到环管反应器的生产能力。在对轴流泵的结构、工作原理及其应用进行介绍的基础上，着重分析了对轴流泵运转影响最大的汽蚀现象和密封问题。     

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。     

高密度聚乙烯装置轴流泵机械密封安全性和长周期运行探讨

轴流泵是环管反应器高密度聚乙烯(HDPE)装置的核心设备,其运行状况直接影响整个装置.轴流泵机械密封结构复杂而且密封腔压力高,介质具有危险性,选用安全、可靠的密封冲洗方案尤为重要.某HDPE装置轴流泵试车过程中出现了机械密封温度偏高、高压气囊意外磨损以及机械密封泄漏等情况,对存在问题逐项进行了排查分析.要保证轴流泵安全...     

Hydrodynamic Instability Analysis of the Axial Flow Pump in an Ethylene Polymerization Loop Reactor

The hydrodynamic instability of the axial flow pump in a loop reactor has long been a troubling issue to be solved in the polyethylene industry due to the lack of a better mechanismic understanding.Generally,the instability of an axial flow pump can be reflected by the fluctuation of the pump head.In this study,the transient computational fluid dynamics(CFD)simulation is adopted to study the hydrodynamic instability of the axial flow pump used in an ethylene polymerization loop reactor.The resul...     

大型轴向固定床反应器中流体流动的数值模拟

根据固定床反应器内液体的流动特性建立了统一模型控制方程组,提出一种对各相同性或异性多孔介质的平方阻力系数进行估算的方法,对大型固定床反应器中液体通过入口分布器及多孔介质的流动问题进行数值计算。计算结果表明,入口分布器和惰性填料可使反应器内液体流动的均匀性得到明显改善;入口分布器顶部开孔对催化剂床层内液体流速径向分布影响较小;降低分布器高度未对液体流速径向分布产生明显的影响;反应器底部装填瓷球等填料虽有利于改善反应器自由空间区的流体流动的均匀性,但对液体在床层内的流动影响不大。     

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.     

多相增压泵气液两相流计算分析及试验研究

借助CFD软件,采用标准k-ε模型对N-S方程进行封闭计算,分析多相增压泵输送清水的水力性能,并进行样机试验测试对比。采用Eulerian模型求解,并分析输送含气率为30%的气液两相流时,增压泵流道、过流部件的速度、压力、气体体积分数及密度等分布规律。计算分析及试验结果表明:针对增压泵内部复杂三维流动的水力性能进行预测的数值模拟分析可靠; 气体对增压泵性能影响不利。气液两相流数值计算模拟表明:增压泵进、出口及均化器内部流速分布均匀; 均化器上侧气体体积分数较下侧多; 增压泵底部气液混合密度较上部大; 均化器及叶轮过渡处压力最低; 增压泵首级叶轮叶片旋转中心的工作表面的气体体积分数最大,次级叶轮工作表面的气体体积分数降低; 增压泵各级导叶叶片工作表面的气体体积分数相对均匀,首级导叶叶片靠近进水边的工作面附近的气体体积分数较高,次级导叶叶片靠近叶片旋转中心的工作面区域气体体积分数较高。     

两相流砂泵的设计

根据固液两相流体在泵内运动速度场和压力场的畸变规律，采用按试验泵级的最佳工况参数确定的无因次系数，进行了两相流砂泵的设计。在假定固体颗粒在断面上的平均速度相同以及固、液两相的进出口液流角均等于叶片进出口安放角的条件下，计算了叶轮进出口直径和宽度，给出了叶片进出口安放角的选取范围。四川石油管理局南充机械厂根据以上方法设计的150NSP型砂泵，经现场试验，各项性能指标均达到了设计要求，使用效果较好。