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螺杆泵定转子周期性接触非线性有限元分析

发布时间:2018-06-30 18:59

  本文选题:定转子 + 接触非线性 ; 参考:《东北石油大学》2017年硕士论文


【摘要】:定转子由定子和转子组成,是井下螺杆泵的核心部件,提高定转子的工作性能对螺杆泵采油效率的提升有重要意义。定转子的工作性能受到多种因素的影响,本文通过对定转子进行线型、温度场、非均匀流体压力的理论分析之后,在给定初始过盈量、井温和溶胀的条件下,施加非均匀流体压力,建立了定转子周期性接触非线性有限元模型,进行定转子的生热和非线性接触的数值模拟分析。对定子橡胶衬套的滞后生热和摩擦生热进行比较,证明摩擦生热可以被忽略。对不同液压施加情况下的生热变化和接触压力变化进行比较,以及对转子转动前是否施加滞后生热温度场两种情况下的接触压力进行比较,为更精确的模拟定转子实际工况提供依据。分析了不同的材料硬度、不同的转速、不同的损耗因子对定转子生热和接触的影响,材料硬度的增加导致橡胶衬套温升减小,接触压力、等效应力增加;转速和损耗因子的增加均主要导致橡胶衬套温升的增加。在实际应用中,可根据实验测试的定子橡胶溶胀率和实现密封效果的接触压力,指导定转子初始过盈或间隙的设计值。
[Abstract]:Stator and rotor are the core components of screw pump. It is very important to improve the performance of stator and rotor to improve the oil recovery efficiency of screw pump. The working performance of stator and rotor is affected by many factors. After the theoretical analysis of linear, temperature field and non-uniform fluid pressure of stator and rotor, under the condition of given initial interference and well mild swelling, The nonlinear finite element model of periodic contact between stator and rotor is established by applying non-uniform fluid pressure. The heat generation and nonlinear contact of stator and rotor are simulated and analyzed numerically. By comparing the delayed heat generation and friction heat generation of the stator rubber bushing, it is proved that the friction heat generation can be neglected. The heat generation change and contact pressure change under different hydraulic pressure are compared, and the contact pressure is compared under the condition of whether or not the temperature field of hysteresis heat generation is applied before rotor rotation. It provides a basis for more accurate simulation of the actual working conditions of stator and rotor. The influence of different material hardness, different rotation speed and different loss factor on heat generation and contact between stator and rotor is analyzed. The increase of material hardness leads to the decrease of rubber bushing temperature, the contact pressure and the increase of equivalent stress. The increase of rotational speed and loss factor mainly leads to the increase of temperature rise of rubber bushing. In practical application, the design value of initial interference or clearance of stator and rotor can be guided according to the swelling rate of stator rubber and the contact pressure to realize sealing effect.
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE933.3

【参考文献】

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本文编号:2086521

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