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题名低温液态CO_(2)增压泵全流道匹配的多目标优化
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作者
马文生
祁炳
袁学平
黎义斌
杨由超
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机构
重庆水泵厂有限责任公司
兰州理工大学能源与动力工程学院
特种泵阀及流控系统教育部重点实验室
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出处
《机电工程》
北大核心
2025年第2期195-204,共10页
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基金
甘肃省自然科学基金资助项目(24JRRA214)。
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文摘
在油田驱油工艺中,提高CO_(2)的压力和流量可以实现原油采收率的提升。针对驱油工艺系统的核心动力设备-低温液态CO_(2)增压泵在运行过程中存在效率偏低的问题,以一台典型多级低温液态CO_(2)离心泵为研究对象,基于泵的关键几何参数建立优化设计方案,进行了多工况的水力性能数值计算分析和实验结果分析。首先,采用ANSYS CFX软件对增压泵模型进行了数值模拟计算,并将计算结果与实验结果进行了对比分析;然后,以扬程和效率为优化指标,采用Box-Behnken Design方法,建立了增压泵主要过流部件关键几何参数的多目标优化设计方案;最后,对实验结果进行了分析,确定了各试验因素交互作用对实验的影响,并建立了最优实验模型,将其与原模型进行了性能对比分析。研究结果表明:叶片出口宽度对增压泵扬程的影响,以及叶片包角对增压泵效率的影响最明显,当叶片包角位于137°~142°,蜗壳进口宽度在34 mm左右,增压泵的效率最佳;采用全流道的参数的最佳匹配方案后,增压泵额定点的效率可提高0.22%。该研究结果可为低温液态CO_(2)增压泵的水力设计及性能优化提供技术指导。
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关键词
低温液态CO_(2)离心泵
Box-Behnken
Design方法
几何参数
交互作用
扬程和效率
叶片出口宽度
叶片包角
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Keywords
low-temperature liquid CO_(2)centrifugal pump
Box-Behnken Design(BBD)method
geometric parameters
interaction
lift and efficiency
vane outlet width
vane wrap angle
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分类号
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
TE934.1
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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