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题名基于瞬态流场分析的小排量潜油螺杆泵的结构优化设计
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作者
祖海英
付灵芝
叶卫东
刘永鹏
张维良
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机构
东北石油大学机械科学与工程学院
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出处
《流体机械》
北大核心
2025年第6期58-66,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(52374383)。
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文摘
针对小排量潜油螺杆泵因泄漏量大导致容积效率低的问题,以GLB-20型螺杆泵为研究对象,借助Ansys Fluent软件,基于用户自定义函数(UDF)和动网格技术构建流体仿真模型,对小排量潜油螺杆泵的瞬态与稳态流场进行模拟;探究偏心距、定子导程、间隙等结构参数对流场流速及泄漏量的影响规律,并通过试验验证优化结果,获得螺杆泵结构的最优设计方案。结果表明,螺杆泵运行时呈现显著的谐波变化特性,流量在单个周期内出现2次脉动,与定转子导程比值一致;瞬态流场较稳态流场更贴合实际工况;间隙是影响泄漏量和流场流速的最关键因素,其中定子导程对流场流速的影响程度大于偏心距,而偏心距对泄漏量的影响程度大于定子导程。采用Box-Behnken设计法(BBD)优化后的螺杆泵结构参数:偏心距1.8 mm、定子导程78 mm、间隙0.3 mm,泄漏量较优化前减少12.7%,容积效率显著提升且流动稳定性增强。该研究成果可为小排量潜油螺杆泵的开发与应用提供设计依据和参考。
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关键词
小排量潜油螺杆泵
瞬态流场
用户自定义函数(UDF)
BBD响应面法
结构优化设计
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Keywords
small‑displacement submersible progressive cavity pump
transient flow field
user‑defined functions(UDF)
BBD response surface methodology
structural optimization design
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分类号
TH327
[机械工程—机械制造及自动化]
O342
[理学—固体力学]
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