沙粒质量分数对油气混输泵过流部件磨损的影响

1

作者 史广泰 郭鑫 +1 位作者 邱福寿 张犁 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期223-229,共7页

为研究沙粒质量分数对油气混输泵过流部件磨损的影响规律,基于DPM模型对油气混输泵内部的沙粒运动进行数值计算,并采用Finnie磨蚀模型计算油气混输泵过流部件的磨蚀率.研究结果表明:在沙粒质量分数较小时,沙粒与流体介质混合均匀;随着... 为研究沙粒质量分数对油气混输泵过流部件磨损的影响规律,基于DPM模型对油气混输泵内部的沙粒运动进行数值计算,并采用Finnie磨蚀模型计算油气混输泵过流部件的磨蚀率.研究结果表明:在沙粒质量分数较小时,沙粒与流体介质混合均匀;随着沙粒质量分数的增大,增压单元内的沙粒局部质量浓度显著增大,沙粒集中在叶轮压力面及导叶流道中部;沙粒质量分数增大会使磨损区域和磨损率急剧增大;在叶轮域中,磨损首先发生在压力面出口处,吸力面则在进口外缘发生点状和条状磨损;在导叶域中,压力面的磨损主要发生在外缘处,吸力面的磨损主要发生在进口轮毂处;从定量分析看,叶轮叶片表面的磨蚀率普遍大于导叶叶片表面的磨蚀率,磨损最严重的位置为叶轮叶片进口靠近轮毂处.研究结果可为改善油气混输泵抗磨损性能以及提高油气混输泵实际运行寿命提供一定参考依据. 展开更多

关键词 油气混输泵 沙粒质量分数 DPM模型 Finnie磨蚀模型 磨损

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黏度对油气混输泵内气相和泄漏涡分布的影响 被引量：1

2

作者 孙国栋 史广泰 +1 位作者 文海罡 黄宗柳 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期133-138,146,共7页

为了更准确地探究油气混输泵在高黏度条件下输送介质时,其流道内常常存在的泄漏涡、分离涡等这些涡流的特性,文中选用欧拉-欧拉非均相流模型对油气混输泵内气相分布以及涡分布进行分析,并使用刚性旋转涡量表征涡旋强度.研究表明:在混输... 为了更准确地探究油气混输泵在高黏度条件下输送介质时,其流道内常常存在的泄漏涡、分离涡等这些涡流的特性,文中选用欧拉-欧拉非均相流模型对油气混输泵内气相分布以及涡分布进行分析,并使用刚性旋转涡量表征涡旋强度.研究表明:在混输泵叶轮流道内,气相的存在较大地影响了叶片表面流线的分布规律.偏设计工况下,当黏度较小时气相主要集中分布在压力面后半段,当黏度较大时气相在压力面后段分布较少.不同工况下泄漏涡的分布规律都与气相分布吻合度较高,在偏设计工况下,其气相在流道尾部的聚集度和黏度成正比,但是在大流量工况下流道内局部的气相聚集得到了改善.此外,由于高黏度条件下流道内湍流黏度较低以及剪切涡较多,所以在考虑刚性旋转时的涡量分布更为准确.研究结果可为油气混输泵的优化设计等提供理论参考. 展开更多

关键词 油气混输泵 黏性 涡流 刚性旋转涡量 气相聚集

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轴流式油气混输泵压缩级流场CFD模拟分析 被引量：15

3

作者 马希金 王宏亮 赵学 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期41-44,共4页

利用Fluent计算软件,采用非定常滑动网格技术和非结构网格来模拟油气混输泵单个压缩级三维流场,通过对气液两相介质在流道内的流动情况的分析,为改进压缩级的设计提供了依据。试验证明,该方法在油气混输泵的设计中是有效的。

关键词 油气混输泵 数值模拟 三维流场 滑动网格

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CFD法设计轴流式油气混输泵初探 被引量：15

4

作者 马希金 郭俊杰 吴蓓 《流体机械》 CSCD 2004年第7期15-18,共4页

选用标准的K -ε紊流模型 ,利用先进的CFD软件FLUENT及其预处理软件GAMBIT ,模拟了轴流式油气混输泵样机的叶轮及混流器内的三维紊流场 ,依据分析结果对叶轮及混流器相关的几何参数进行了优化 ,并对模型的选择、三维建模、网格划分、计... 选用标准的K -ε紊流模型 ,利用先进的CFD软件FLUENT及其预处理软件GAMBIT ,模拟了轴流式油气混输泵样机的叶轮及混流器内的三维紊流场 ,依据分析结果对叶轮及混流器相关的几何参数进行了优化 ,并对模型的选择、三维建模、网格划分、计算分析和试验结果作了介绍。 展开更多

关键词 油气混输泵 两相流 流场分析 设计 CFD K-Ε紊流模型 三维建模 网格划分 油田

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叶片数变化对油气混输泵性能影响的研究 被引量：14

5

作者 马希金 赵杰 邵莲 《流体机械》 CSCD 北大核心 2009年第6期24-27,共4页

应用油气混输泵作为油气集输的核心部件具有降低井口回压、增加油气产量、降低工程投资及运行费用、方便生产管理等优点。本文运用计算流体动力学(CFD)软件——基于k-ε紊流模型、MIXTURE两相流模型及SIMPLE算法对YQH—100型轴流式油气... 应用油气混输泵作为油气集输的核心部件具有降低井口回压、增加油气产量、降低工程投资及运行费用、方便生产管理等优点。本文运用计算流体动力学(CFD)软件——基于k-ε紊流模型、MIXTURE两相流模型及SIMPLE算法对YQH—100型轴流式油气混输泵在不同含气率下的内部流场进行了三维数值模拟,研究了叶片数变化对轴流泵性能的影响。结果表明:叶片数的变化对油气混输泵的效率影响并不大,适当增加叶片数可以降低叶轮比转速,提高扬程。研究结果对设计人员具有一定参考价值。 展开更多

关键词 油气混输泵 叶片数 流场分析 性能

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多级油气混输泵轴向间隙变化对其性能的影响 被引量：13

6

作者 马希金 张贞贞 侯祎华 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第4期28-32,共5页

以自主研发的YQH-100型多级油气混输泵为研究对象,采用Mixture模型,选用标准k-ε湍流模型,速度压力耦合采用simplic算法,对混输泵3种不同轴向间隙下,分别在0,10%,30%,50%,70%共5种含气率情况下进行了数值模拟。得到了耦合面上的压力分... 以自主研发的YQH-100型多级油气混输泵为研究对象,采用Mixture模型,选用标准k-ε湍流模型,速度压力耦合采用simplic算法,对混输泵3种不同轴向间隙下,分别在0,10%,30%,50%,70%共5种含气率情况下进行了数值模拟。得到了耦合面上的压力分布云图,绘制了不同间隙变化下混输泵扬程、效率随含气率变化的曲线。结果表明间隙呈递增趋势变化下的扬程、效率都高于其他两组。 展开更多

关键词 油气混输泵 动静叶间隙 压缩级间间隙 数值模拟

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双螺杆油气混输泵设计使用中有关问题的讨论 被引量：10

7

作者 李增亮 张来斌 +2 位作者 何元君 李华林 徐鸿伟 《石油机械》 北大核心 2002年第10期48-50,共3页

双螺杆油气混输泵的设计和使用参数 ,直接影响整个泵的流量、压头和效率特性 ,同时对其输气、输砂能力及轴向力大小、轴承和密封易损件的寿命等都有举足轻重的作用。为此 ,对双螺杆油气混输泵泵入口压力和油气比对泵排量的影响、气相对... 双螺杆油气混输泵的设计和使用参数 ,直接影响整个泵的流量、压头和效率特性 ,同时对其输气、输砂能力及轴向力大小、轴承和密封易损件的寿命等都有举足轻重的作用。为此 ,对双螺杆油气混输泵泵入口压力和油气比对泵排量的影响、气相对泵效率的影响、提高易损件寿命、螺杆导程和同步齿轮、吸入缓冲器与冷却套等设计和使用中的有关问题进行了分析讨论。 展开更多

关键词 双螺杆泵 油气混输泵 设计 使用参数

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100-YQH油气混输泵的研制及试验研究 被引量：14

8

作者 马希金 陈山 齐学义 《排灌机械》 2002年第3期3-6,共4页

油气混输泵的研究越来越受到人们的重视。在海神泵的基础上,本课题组自行研制了100-YQH油气混输泵,并对泵及泵的压水室第八段面进行试验;依据试验结果,绘制了相应的曲线。结果表明:该油气混输泵输送介质含气率较高,达到预期设计的效果,... 油气混输泵的研究越来越受到人们的重视。在海神泵的基础上,本课题组自行研制了100-YQH油气混输泵,并对泵及泵的压水室第八段面进行试验;依据试验结果,绘制了相应的曲线。结果表明:该油气混输泵输送介质含气率较高,达到预期设计的效果,为进一步设计提供了参考依据。 展开更多

关键词 油气混输泵 研制 试验研究 两相流泵 石油 压水室 含气率

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轴流式油气混输泵叶片的三维建模 被引量：7

9

作者 马希金 曲鑫 肖兴均 《排灌机械》 2008年第1期15-17,32,共4页

介绍了油气混输泵在油田中的应用及其在国内外研究状况与发展趋势.阐述了混输泵输送高含气量气液混合物的关键是要对混输泵的过流部件,尤其是叶轮及导叶进行优化,以保持气液两相的均质性,防止输送介质在流道内的分离.结合轴流泵与轴流... 介绍了油气混输泵在油田中的应用及其在国内外研究状况与发展趋势.阐述了混输泵输送高含气量气液混合物的关键是要对混输泵的过流部件,尤其是叶轮及导叶进行优化,以保持气液两相的均质性,防止输送介质在流道内的分离.结合轴流泵与轴流式压缩机的设计理论,运用轴流泵设计的方法,充分考虑轴流泵和轴流压缩机动静叶组合方式,设计了四组动叶转轮.通过坐标转化,将二维叶片转化到三维空间坐标中,采用三维建模软件Pro/E建立了三维实体模型.结果表明,应用Pro/E对压缩级进行完整的三维几何建模,能够较正确地表达出叶片形状,生成理想的三维实体模型. 展开更多

关键词 油气混输泵 叶片 压缩机 三维建模软件 三维建模

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导叶叶片数对轴流式油气混输泵内部非定常流场的影响 被引量：16

10

作者 马希金 包春辉 《流体机械》 CSCD 北大核心 2017年第5期36-41,共6页

为了阐明导叶叶片数对轴流式油气混输泵内部非定常流场的影响,基于Mixture模型的两相流理论,湍流模型采用SST模型,以自主研制的YQH-100油气混输泵为研究对象,对油气混输泵不同导叶叶片数及不同含气率时的内部非定常流场进行了数值计算... 为了阐明导叶叶片数对轴流式油气混输泵内部非定常流场的影响,基于Mixture模型的两相流理论,湍流模型采用SST模型,以自主研制的YQH-100油气混输泵为研究对象,对油气混输泵不同导叶叶片数及不同含气率时的内部非定常流场进行了数值计算。结果表明:随着导叶叶片数的增加,油气混输泵的扬程下降趋势逐渐变缓,其最大差值为7.9%;油气混输泵的效率在含气率为0时先升高后降低,在含气率为0.5时逐渐升高,其最大差值为3.7%。对监测点压力脉动的变化分析表明,含气率为0.5时,监测点压力脉动的幅值更大。随着导叶叶片数的增加,导叶流道内压力脉动的变化更明显,压力脉动幅值的衰减变缓,叶频压力脉动的幅值逐渐减小。研究结果为导叶叶片数为9时,油气混输泵内非定常流动特性更好,由二级叶轮气相分布也能反映出混输泵的运行更稳定。 展开更多

关键词 油气混输泵 非定常流动 气液两相液 导叶叶片数 压力脉动

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吸入压力对往复式油气混输泵外特性的影响 被引量：3

11

作者 张生昌 张志鸿 +2 位作者 马艺 邓鸿英 马中强 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2015年第1期34-38,F0004,共6页

利用Fluent对往复式油气混输泵工作过程进行了三维动态模拟.分析了含气率(标准大气压下)为50%时吸入压力Ps对混输泵的流量特性、指示功率和指示效率的影响.结果表明,吸入阀开启后吸入瞬时流量几乎恒定,且随吸入压力的增加而增加;排出瞬... 利用Fluent对往复式油气混输泵工作过程进行了三维动态模拟.分析了含气率(标准大气压下)为50%时吸入压力Ps对混输泵的流量特性、指示功率和指示效率的影响.结果表明,吸入阀开启后吸入瞬时流量几乎恒定,且随吸入压力的增加而增加;排出瞬时体积流量在排出阀开启时从零突变到大于活塞体积变化率,随后降低到与活塞体积变化率近似相等.吸入压力从0.2 MPa增加到0.6 MPa时泵的排出平均流量从7m3/h增加到11.5m3/h,指示功率从7.6kW增加到11.6kW,指示效率从74.7%降低到68.3%.适当增加吸入压力能提高泵的流量,但泵的效率会有所降低. 展开更多

关键词 往复式油气混输泵 流量特性 指示功率 指示效率

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内压缩转子式油气混输泵输入功率的计算与分析 被引量：2

12

作者 张生昌 杨琳 +2 位作者 邓鸿英 马艺 王炤东 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第5期694-698,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 转子式油气混输泵 输入功率 内压缩比 气液比

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油气混输泵抗气阻稳压器的设计 被引量：2

13

作者 牟介刚 张生昌 +3 位作者 邵文娥 郑水华 黄新华 邓鸿英 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期64-67,共4页

对油气混输泵中普遍存在的气阻现象进行了详细分析,为解决气阻现象,设计了抗气阻稳压器;通过理论分析和实际运行验证,总结归纳了抗气阻稳压器具体结构的设计方法,设计制造的样机产品经实际运行考核,能够较好地满足现场恶劣使用条件的需求。

关键词 油气混输泵 抗气阻稳压器 设计 运行

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油气混输泵混合器不同含气体积分数模拟分析 被引量：5

14

作者 马希金 周贯五 袁亚飞 《石油机械》 北大核心 2010年第6期26-29,102-103,共4页

鉴于油气混输泵试验时所采用的同心管混合器,在泵入口含气体积分数较高甚至为100%时,由于气水的密度相差较大,易出现空气在管道上面,水在下面的分层现象,且高含气体积分数下雾化效果不好等问题,在该混合器的基础上设计出新型喷管式混合... 鉴于油气混输泵试验时所采用的同心管混合器,在泵入口含气体积分数较高甚至为100%时,由于气水的密度相差较大,易出现空气在管道上面,水在下面的分层现象,且高含气体积分数下雾化效果不好等问题,在该混合器的基础上设计出新型喷管式混合器。为了确保新型混合器在含气体积分数大范围内变化时,得到均化良好的两相流体,运用CFD流场模拟软件,对新型混合器做了性能预测。模拟结果表明,新混合器在入口含气体积分数从0～1范围内变化时,能满足油气混输泵性能测试的要求;气液混合程度还与进气压力大小有关,从而可以对气液相的压力匹配问题进行定量把握,确保设计的正确性。 展开更多

关键词 油气混输泵 喷管式混合器 性能预测 数值模拟 含气体积分数

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轴流式油气混输泵吸入室及压缩级流场分析 被引量：6

15

作者 马希金 肖兴均 《排灌机械》 2007年第1期14-16,共3页

轴流式油气混输泵兼具泵和压缩机的性能,结构紧凑,能在高含气率下工作。针对混输泵内部流动复杂易产生气液分离,气相能量携带能力差,效率低,稳定性差,设计难度大等问题,采用轴流泵和轴流压缩机设计方法相结合,充分考虑高含气率下气相的... 轴流式油气混输泵兼具泵和压缩机的性能,结构紧凑,能在高含气率下工作。针对混输泵内部流动复杂易产生气液分离,气相能量携带能力差,效率低,稳定性差,设计难度大等问题,采用轴流泵和轴流压缩机设计方法相结合,充分考虑高含气率下气相的可压缩性,用PRO/E对轴流式油气混输泵吸入室及压缩级建模,ICEM对模型划分网格,基于RNG k-ε紊流模型用FLUENT软件对不同含气率下模型流场流动情况进行了计算模拟;分析了流场模拟结果,并进行了实验。结果表明,利用此吸入室、压缩级的设计方法和模拟是合理的。 展开更多

关键词 轴流式油气混输泵 计算流体力学 流场分析 含气率 气液分离

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翼型选择对油气混输泵性能的影响 被引量：7

16

作者 马希金 邵莲 《石油机械》 北大核心 2009年第4期17-19,23,共4页

在混输泵的设计中,翼型的选择非常重要,它直接影响叶轮的优化设计。为了准确地估计翼型的水力特性,选择了5种翼型用于油气混输泵叶轮的优化设计。叶片造型方法为:首先获取叶片各截面叶素数据,其次计算弦长和包角等主要参数,然后基于点... 在混输泵的设计中,翼型的选择非常重要,它直接影响叶轮的优化设计。为了准确地估计翼型的水力特性,选择了5种翼型用于油气混输泵叶轮的优化设计。叶片造型方法为:首先获取叶片各截面叶素数据,其次计算弦长和包角等主要参数,然后基于点的坐标几何变换求出各截面在空间实际位置的三维坐标,最后基于3D建模完成叶片计算机3D绘图。采用Mixture模型来处理油气混输泵中气液两相流问题,对5种不同翼型泵内部流场的数值计算结果认为,对选择相对厚度相同的同一种翼型,翼型最大厚度在弦长中部,即在50%弦长位置时,油气混输泵的输送性能最佳,791翼型比较符合油气混输泵内部流动要求;油气混输泵内部流动状态很复杂,它不仅与叶轮翼型有关,还与含气体积分数有关。 展开更多

关键词 油气混输泵 翼型 叶片造型 数值模拟 流场分析 3D建模

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油气混输泵混输特性分析 被引量：5

17

作者 韩伟 袁仕芳 权辉 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期41-46,共6页

为获得油气混输泵的内部流动规律,研究该泵的混输特性,基于标准k-ε湍流模型和mixtere多相流模型,对该泵进行气液两相的定常模拟计算,获得其内部压力场、速度场以及气相体积率的分布情况.分析表明,从叶轮进口到叶轮出口气液两相分离情... 为获得油气混输泵的内部流动规律,研究该泵的混输特性,基于标准k-ε湍流模型和mixtere多相流模型,对该泵进行气液两相的定常模拟计算,获得其内部压力场、速度场以及气相体积率的分布情况.分析表明,从叶轮进口到叶轮出口气液两相分离情况越来越严重,压力增大,流动紊乱.从导叶进口到导叶出口气泡团逐渐从轮毂处向流道中间移动,压力逐渐减小并出现低压区而导致涡旋现象. 展开更多

关键词 油气混输泵 气液两相 混输特性

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偏心摆动油气混输泵的动力特性研究 被引量：3

18

作者 吉效科 梁政 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第21期2890-2894,2901,共6页

介绍了偏心摆动油气混输泵的工作原理及结构特点,建立了其运动部件的动力学模型,并对已建立的动力学模型进行了数值计算,最后用实验对理论模型进行验证。结果表明：作用在摆轴上的压差作用力所形成的阻力矩是影响混输泵轴功率的主要因素... 介绍了偏心摆动油气混输泵的工作原理及结构特点,建立了其运动部件的动力学模型,并对已建立的动力学模型进行了数值计算,最后用实验对理论模型进行验证。结果表明：作用在摆轴上的压差作用力所形成的阻力矩是影响混输泵轴功率的主要因素;进出口压差为1.2～3MPa时,计算功率与实验功率的相对偏差为1%～38.2%。 展开更多

关键词 偏心摆动油气混输泵 滑板 摆轴 动力学

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动静叶片轴向间隙对油气混输泵性能的影响 被引量：2

19

作者 马希金 王智 张明紫 《石油机械》 北大核心 2011年第8期37-40,共4页

寻找动、静叶片轴向间隙的最佳值是提高油气混输泵效率的一种途径。在原有100-YQH第2代样机的基础上,对不同动、静叶片间隙的单一压缩级在若干个入口含气体积分数工况下,利用CFX软件进行数值模拟。通过分析动、静叶片轴向间隙对扬程、... 寻找动、静叶片轴向间隙的最佳值是提高油气混输泵效率的一种途径。在原有100-YQH第2代样机的基础上,对不同动、静叶片间隙的单一压缩级在若干个入口含气体积分数工况下,利用CFX软件进行数值模拟。通过分析动、静叶片轴向间隙对扬程、效率及叶片扭矩的影响,来探讨动、静叶片轴向间隙对单个压缩级性能的影响。分析结果认为,改变动、静叶片轴向间隙所导致的气泡滞留情况的变化是扬程变化的主要因素;动、静叶片轴向间隙改变导致回流的强弱变化是叶片扭矩改变的主要原因;在所选的4个间隙中,15 mm间隙的压缩级性能最佳。 展开更多

关键词 油气混输泵 叶片 轴向间隙 内部流场 CFX软件 数值模拟

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油气混输泵静叶内部流场分析及优化设计 被引量：15

20

作者 马希金 刘晓睿 张耘 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第7期21-26,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 油气混输泵 静叶 进口安放角 气液混合

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