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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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题名海水循环泵叶轮多参数组合变型设计研究
被引量：2
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作者
王延鹏
朱荣生
智一凡
付强
王秀礼
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机构
江苏大学流体机械技术研究中心
中国核电工程有限公司
核电泵及装置智能诊断运维联合实验室
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出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2023年第5期764-772,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(U20A20292)。
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文摘
在某核电站海水循环泵实际运行中,其选型扬程高于实际需要扬程的上限值,针对这一问题,以原模型额定工况点扬程的80%为变型目标,提出了一种基于多参数组合变型的叶轮改造设计方法。首先,在原有模型的基础上,选择叶轮外径、叶片出口安放角、叶片包角和叶轮出口宽度为研究因素,通过基于计算流体力学(CFD)数值模拟的正交试验设计,进行了变型参数分析;然后,总结了各参数与海水循环泵性能之间的关系,进行了变型方案设计,并比较了单因素变型设计与多因素耦合变型设计之间的区别,得到了主要参数的组合变型方案;最后,通过适配其他变型参数,得到了最优变型组合方案,分析了降低扬程和提升效率的流场特点,得到了多参数组合变型对海水循环泵叶轮性能的影响规律。研究结果表明:在额定工况点,变型后的海水循环泵扬程降低了18.57%,效率提升了0.63%,相比仅改变叶轮外径和仅改变叶片出口安放角降低扬程,循环泵的效率分别提高了7.52%和3.27%。
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关键词
循环泵
叶轮外径
叶片出口安放角
计算流体力学
正交试验
数值模拟
泵的扬程和效率
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Keywords
circulating pump
outer diameter of impeller
blade outlet angle
computational fluid dynamics(CFD)
orthogonal test
numerical simulation
lift and efficiency of pump
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分类号
TH31
[机械工程—机械制造及自动化]
TM623.9
[电气工程—电力系统及自动化]
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题名叶片型线改型对渣浆泵水力性能及磨损特性的影响
被引量：5
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作者
李晶
金慧
朱有地
胡凯
张罡肇
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机构
兰州工业学院汽车工程学院
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出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2023年第4期600-606,624,共8页
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基金
甘肃省高等学校创新基金资助项目(2022A-167)
甘肃省高校创新创业教育教学改革研究项目(编号57)
+2 种基金
甘肃省创新创业教育教学团队项目(编号9)
甘肃省教育厅2020年高等教育教学成果培育项目(编号192)
兰州工业学院创新创业教育教学改革研究项目(LGYCXG-22-02)。
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文摘
渣浆泵工作过程中,浆液中的硬质固体颗粒会对泵壁面造成强烈的冲蚀磨损,导致渣浆泵效率降低,使用寿命缩短。为了解决渣浆泵效率较低、磨损速度过快等问题,采用变角螺旋线法(VASM),对渣浆泵叶轮叶片型线进行了改型设计,研究了不同颗粒粒径、浓度、密度等对不同型线渣浆泵性能的影响。首先,介绍了变角螺旋线方法和离散相模型,对数值计算模型进行了验证;然后,在叶轮前、后盖板和叶片型线不变的前提下,采用变角螺旋线法对LC100/350型渣浆泵叶片进行了改型设计;采用雷诺时均N-S方程、RNG k-ε湍流模型和SIMPLE耦合算法和离散相模型(DPM)对渣浆泵内部固液两相流动进行了模拟,以额定工况下泵的扬程、效率、磨损强度为改进性能指标,评估了改进效果;最后,通过CFD数值模拟方法,分析和对比了改型后各种叶型的渣浆泵扬程、效率和叶轮磨损强度。研究结果表明:相对于渣浆泵叶轮的原叶型,采用变角螺旋线法设计的渣浆泵叶轮叶片能够明显地提高渣浆泵的效率,降低叶轮的磨损强度,且对渣浆泵的扬程影响较小。虽然颗粒粒径和浓度的增大会使效率降低,磨损强度增大,颗粒粒径和颗粒浓度的变化不影响最优叶型的选择;综合考虑渣浆泵的水力性能和磨损强度,140°包角的变角螺旋线叶型为最优。
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关键词
离心泵
变角螺旋线法
离散相模型
叶轮
磨损强度
渣浆泵扬程和效率
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Keywords
centrifugal pump
variable angle spiral method(VASM)
discrete phase model
impeller
wear strength
lead and efficiency of slurry pump
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分类号
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
TD45
[矿业工程—矿山机电]
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