气液混输泵导流腔改型及内部两相流动特性数值研究

发布时间：2020-10-11 02:29

　　 随着工业和科技的迅速以展，石油、天然气资源的需求也日益增大,石油、天然气的开采难度也日益增加。深海油气资源成为各国开发的重点,由于深海开发受到压力、扬程以及气液混合的限制,对采输的动力部件“气液混输泵”提出了更严格的要求。近年来,国内外学者对气液混输泵的研究分析,取得了许多的成果,但是气液混输泵在深海开采过程中的效率低和含气率使用范围小等难题仍亟待解决。本文以新型深海多级离心式气液混输泵为分析对象,开展气液两相流动研究工作,其中液相选用水为介质,气相选用空气为介质。木文选用Eulerian-Eulerian非均相流模型作为两相流计算模型,液相选用SST k-ω湍流模型，气相选用分散相零方程模型对混输泵模型进行气液两相流数值计算。对混混输泵的不同运行工况进行研究,分析了不工况下混输泵的外特性和两相流特性变化规律;对混输泵三级运行时的首级和单级泵运行时在相同工况下的外特性和内部流动特性进行对比,解释了混输泵级间相互作用对泵级性能影响的木质。针对混输泵的两相流特性,提出一种导流腔改型的措施,对这种措施的提出了多种改型方案,对不同的方案在不同工况下进行数值计算,分析得出最优的改型方案。对导流腔改型前后的混输泵模型在三级运行条件下泵的外特性、气相分布、湍动能等进行了对比分析。研究结果表明,流量和含气率的变化对混输泵的外特性、内部流动特性都有不同程度的影响,且含气率的影响比流量更为明显。混输泵在三级运行时的首级比单级泵运行时外特性有提所提高,内部流动的分布规律也不同。分析得出影响性能差异的本质是三级泵运行时首级受到第二、三级的做功。通过对不同导流腔改型方案下混输泵外特性和内部流动特性的对比分析,选出了最优的改型方案。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TE952
【部分图文】：

意义展，各国对煤炭、石油、天然气等化石燃料的需求界能源的构成中石油已经超过煤成为第一。数据显比为 45%，截止 1982 年世界石油产量就已达到 2。中国作为人口和经济大国，石油天然气的需求量国就成为了全球第四大原油生产国，占比 5.4%，产占当年国内需求量的不到 50%，石油进口量巨大。名，虽然总量较 2009 年有所提高，但是供需比进油进口国。油天然气资源，人们不仅对陆上油气资源进行了大开发的目标。从 20 世纪 60 年代起，世界各国在深海洋石油采油量已经占世界总采油量的近 20%，并最高能到 200 米以上。

图 1-2 石油天然气分别集输和混合集输图ig.1-2 Oil and gas separate gathering and mixing and collecting m又称作电潜泵（ESP）[3-5]，是一种用于将转轮的旋转机设备。由俄罗斯工程师 A.Arutoff 在 1910 年最早发明光，在工程中也得到越来越多地使用，截止到 2007 年于工程中[6]。而近十年的发展，深海混输泵已经在海上

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本文编号：2835916