轴流式混输泵单个压缩级设计及内部流场的CFD模拟分析

发布时间：2020-06-06 02:41

【摘要】： 随着工业化进程的不断深入，世界经济对石油、天然气等基础能源的依赖更加强烈。油气集输以成本较低，开发周期短，油气采用率高，受到广泛的关注和应用。油气混输泵作为油田中多相输送的主要动力设备，越来越受到人们的重视，成为当前多相输送研究的热点。 压缩级作为混输泵的核心部件，它由动叶轮和静叶轮组成，动叶轮将能量传递给介质，提高单位介质的能量。静叶轮将介质的动能转化为压力能。压缩级是混输泵的基础单元，决定泵的效率和稳定性。设计高效稳定性能优良的混输泵，关键就在于研究压缩单元内部流场，找出两相介质在转轮内部流动规律，以此规律优化单元压缩级的设计，设计水力高效率的压缩级。 本文介绍了油气混输泵在油田中的应用，以及在国内外的研究状况与发展趋势。结合轴流泵与轴流压缩机的设计理论，设计动叶转轮。采用Pro／E建立三维实体模型，利用ICEM对三维实体模型划分网格。运用FLUENT对模型进行计算模拟，分析模拟结果，做出压缩级性能图，确定转轮总体性能。分析流场，通过对流速、压力、总压的分布状况，掌握转轮内部流场情况，并针对流场的不足之处，进行修改完善。本次设计减小动叶安放角，增大动叶弦长，并且静叶轮采用长、中、短叶片的方式，有效的减小静叶流道内旋涡，减弱静叶流道内气液分离，提高了混输泵的效率。实验证明，，混输泵的效率与含气率均有提高，设计优化成效显著，为以后设计提供有益的资料。
【图文】：

依次选择叶片各截面的背面线混合生成叶片的背面，依次选择叶片工作面线混合生成叶片工作面，如图2.6示:4、阵列以上叶片，就完成动叶叶片的制作，如图2.7所示;5、静叶轮叶片的三维实体化过程重复以上四个步骤，只是阵列的个数量不同，如图2.8、2.9所示;6、制作叶轮过流区域。先按叶轮外直径和叶轮高度做一实体圆柱，再以叶轮轮毅形状制作实体，圆柱减去叶轮轮毅形状实体，再以剩余实体减去叶片，便得到叶轮过流区域，如图2.10示。所得叶轮结构如图2.11示。而后，再制作动叶轮和静叶轮间的过渡面，将动叶轮和静叶轮分开;图2.5叶片截面型线图2.6型线混合成面

3、把IBL文件导入Pro/E中得到截面翼型的三维空间曲线图，如图2.5，依次选择叶片各截面的背面线混合生成叶片的背面，依次选择叶片工作面线混合生成叶片工作面，如图2.6示:4、阵列以上叶片，就完成动叶叶片的制作，如图2.7所示;5、静叶轮叶片的三维实体化过程重复以上四个步骤，只是阵列的个数量不同，如图2.8、2.9所示;6、制作叶轮过流区域。先按叶轮外直径和叶轮高度做一实体圆柱，再以叶轮轮毅形状制作实体，圆柱减去叶轮轮毅形状实体，再以剩余实体减去叶片，便得到叶轮过流区域，如图2.10示。所得叶轮结构如图2.11示。而后，再制作动叶轮和静叶轮间的过渡面，将动叶轮和静叶轮分开;图2.5叶片截面型线图2.6型线混合成面
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH312

【引证文献】

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本文编号：2699024