动、静叶片翼型前缘半径对油气混输泵压缩级性能的影响
发布时间：2021-04-10 09:12
本文采用建模软件Creo 4.0,对YQH-100型轴流式油气混输泵压缩级的各个过流部件进行三维建模,然后将物理模型导入CFD-ICEM中进行网格划分,最后导入Fluent软件中,对不同流量、含气率下的压缩级模型进行了全流场计算。本文旨在比较不同翼型前缘半径对动、静叶性能的影响。为此,本研究采用CFD方法,分析了不同翼型前缘半径的动、静叶模型中的压力、速度、气相、湍动能分布规律。主要工作以及结论如下:（1）在动叶建模过程中,根据自主设计的动叶翼型尺寸选取不同的翼型前缘半径,建立九种具有不同翼型前缘半径的动叶模型,分别在五种流量以及四种进口含气率条件下对压缩级内流场进行数值模拟计算,并选列Q=60m3/h、100m3/h、140m3/h三种工况进行详细说明。结果表明,当压缩级处于不同流量和含气率工况下,随着翼型前缘半径的增大,动叶工作面和背面的压力呈现先增大后减小的趋势,动叶进口边的回流增大,出口边的回流先减小后增大;进口边湍动能相应增大,出口边湍动能先减小后增大;动叶流道内的气液分离现象先明显减小后增大,翼型前缘半径较大...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统采油工艺
图 1.2 油气混输采油工艺气混输泵是一种结合了轴流式与压缩机特性的新型增压设纯气态流体的输送，其压缩级是由采用锥形结构的动叶和过旋转将能量传递给介质，提高介质的动能，静叶固定不转化为压力能并将两相介质均匀混合的作用，为流体流入相比较而言，双螺杆式油气混输泵虽然也可以输送油气混工况下，比热容较小的气体含量远高于液体含量，螺杆啮大量热量形成高温区域，金属由于热胀性发生形变，使泵，大大降低了混输泵的工作效率，缩短了主要部件的工气混输泵的代表，轴流式油气混输泵具有以下五点主要优叶片与叶片间存在较大间隙，该泵对泥沙等杂质的敏感沙漠油田和近海油田的工作环境。可以在高含气情况下不借助外部冷却系统持续工作一段续工作能力较强。具有良好的调速性，采用变频电机进行驱动，通过调整
硕士学位论文在翼型绕流中，前缘半径 R（也称前缘钝度）对流场中的速度、压力分离位置具有显著的影响。翼型各参数如图 2.1 所示，为研究翼型前缘半大小对流场的影响，在此引入无量纲参数相对钝度α=R/dmax。其中：R 为翼缘半径，dmax为翼型的最大厚度，原模型的α值为 0.05。考虑到动叶前缘半会增大进口处动叶对流体的排挤，且当α取值大于 0.45 时翼型几何形状改变其弦长发生较大改变，无法确定引起混输泵性能变化的主要因素，所以α在0.45 之间等间距取值，等间距值为 0.05。本文对动叶片建模时使用 Creo4.0 软件，首先在草绘平面中画出翼弦中弧线半径确定骨线位置，再根据翼型厚度变化规律将骨线进行加厚，得的上下两条型线。最后通过对翼型头部修圆以获取不同前缘半径的翼型。放角的变化可以通过旋转功能来实现。获取翼型曲线后，将其投影在草绘平以便提取坐标点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石油采油工程技术中存在的问题与对策[J]. 张欢. 化学工程与装备. 2019(03)
[2]浅谈能源利用现状与发展[J]. 孔若琪. 居舍. 2019(08)
[3]螺旋轴流式油气混输泵研究现状[J]. 薛卫国,曹光达. 石油和化工设备. 2019(03)
[4]2018年中国能源统计数据[J]. 煤化工. 2019(01)
[5]中美能源安全现状比较与启示[J]. 袁益,舒展. 中外能源. 2019(02)
[6]基于CFD分析的壁面粗糙度对轴流泵水力性能的影响研究[J]. 陈新华,杨晓红,顾梅芳,孙锋明. 水利科技与经济. 2018(12)
[7]低雷诺数下梯形翼的水动力特性研究[J]. 王利东,陈兵,王龙. 海洋技术学报. 2018(06)
[8]基于NURBS和遗传算法的潮流能水轮机翼型优化[J]. 李增亮,孙召成,张琦,冯龙. 中国石油大学学报(自然科学版). 2018(05)
[9]螺旋轴流式多相泵长短复合静叶优化设计[J]. 马希金,崔生磊,张亚琼,张潮. 西华大学学报(自然科学版). 2018(05)
[10]轴流泵外特性数值模拟算法及湍流模型比较研究[J]. 史缘缘,黄逸哲. 装备制造技术. 2018(05)
博士论文
[1]叶片前缘几何特征对水泵水轮机初生空化的影响研究[D]. 陶然.中国农业大学 2018
[2]自适应非结构化网格生成及优化技术研究[D]. 袁友伟.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]两相流高效数值模拟方法及冷凝换热实验平台开发研究[D]. 于帅.北京石油化工学院 2018
[2]轮毂半锥角对轴流式油气混输泵压缩级性能的影响[D]. 张潮.兰州理工大学 2018
[3]压力容器外部冷却汽液两相流的数值模拟研究[D]. HAFIZ HASEEB UR REHMAN.华北电力大学(北京) 2018
[4]动静叶轮叶片倾角对油气混输泵性能影响的研究[D]. 张亚琼.兰州理工大学 2018
[5]单缸双作用往复式油气混输泵工作特性仿真分析[D]. 张冰喆.长安大学 2017
[6]组合式气液混输泵过流部件水力设计及性能研究[D]. 何磊.中国石油大学(北京) 2016
[7]螺旋轴流式油气混输泵的研制及实验[D]. 李选玉.西南石油大学 2014
[8]油气混输泵不同工况内部流动特性分析[D]. 顾生琴.兰州理工大学 2013
[9]气液混输泵优化设计及其数值模拟[D]. 李新凯.兰州理工大学 2012
[10]非结构化网格生成技术研究及应用[D]. 董亮.江苏大学 2010
本文编号：3129371
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统采油工艺
图 1.2 油气混输采油工艺气混输泵是一种结合了轴流式与压缩机特性的新型增压设纯气态流体的输送，其压缩级是由采用锥形结构的动叶和过旋转将能量传递给介质，提高介质的动能，静叶固定不转化为压力能并将两相介质均匀混合的作用，为流体流入相比较而言，双螺杆式油气混输泵虽然也可以输送油气混工况下，比热容较小的气体含量远高于液体含量，螺杆啮大量热量形成高温区域，金属由于热胀性发生形变，使泵，大大降低了混输泵的工作效率，缩短了主要部件的工气混输泵的代表，轴流式油气混输泵具有以下五点主要优叶片与叶片间存在较大间隙，该泵对泥沙等杂质的敏感沙漠油田和近海油田的工作环境。可以在高含气情况下不借助外部冷却系统持续工作一段续工作能力较强。具有良好的调速性，采用变频电机进行驱动，通过调整
硕士学位论文在翼型绕流中，前缘半径 R（也称前缘钝度）对流场中的速度、压力分离位置具有显著的影响。翼型各参数如图 2.1 所示，为研究翼型前缘半大小对流场的影响，在此引入无量纲参数相对钝度α=R/dmax。其中：R 为翼缘半径，dmax为翼型的最大厚度，原模型的α值为 0.05。考虑到动叶前缘半会增大进口处动叶对流体的排挤，且当α取值大于 0.45 时翼型几何形状改变其弦长发生较大改变，无法确定引起混输泵性能变化的主要因素，所以α在0.45 之间等间距取值，等间距值为 0.05。本文对动叶片建模时使用 Creo4.0 软件，首先在草绘平面中画出翼弦中弧线半径确定骨线位置，再根据翼型厚度变化规律将骨线进行加厚，得的上下两条型线。最后通过对翼型头部修圆以获取不同前缘半径的翼型。放角的变化可以通过旋转功能来实现。获取翼型曲线后，将其投影在草绘平以便提取坐标点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石油采油工程技术中存在的问题与对策[J]. 张欢. 化学工程与装备. 2019(03)
[2]浅谈能源利用现状与发展[J]. 孔若琪. 居舍. 2019(08)
[3]螺旋轴流式油气混输泵研究现状[J]. 薛卫国,曹光达. 石油和化工设备. 2019(03)
[4]2018年中国能源统计数据[J]. 煤化工. 2019(01)
[5]中美能源安全现状比较与启示[J]. 袁益,舒展. 中外能源. 2019(02)
[6]基于CFD分析的壁面粗糙度对轴流泵水力性能的影响研究[J]. 陈新华,杨晓红,顾梅芳,孙锋明. 水利科技与经济. 2018(12)
[7]低雷诺数下梯形翼的水动力特性研究[J]. 王利东,陈兵,王龙. 海洋技术学报. 2018(06)
[8]基于NURBS和遗传算法的潮流能水轮机翼型优化[J]. 李增亮,孙召成,张琦,冯龙. 中国石油大学学报(自然科学版). 2018(05)
[9]螺旋轴流式多相泵长短复合静叶优化设计[J]. 马希金,崔生磊,张亚琼,张潮. 西华大学学报(自然科学版). 2018(05)
[10]轴流泵外特性数值模拟算法及湍流模型比较研究[J]. 史缘缘,黄逸哲. 装备制造技术. 2018(05)
博士论文
[1]叶片前缘几何特征对水泵水轮机初生空化的影响研究[D]. 陶然.中国农业大学 2018
[2]自适应非结构化网格生成及优化技术研究[D]. 袁友伟.武汉理工大学 2007
硕士论文
[1]两相流高效数值模拟方法及冷凝换热实验平台开发研究[D]. 于帅.北京石油化工学院 2018
[2]轮毂半锥角对轴流式油气混输泵压缩级性能的影响[D]. 张潮.兰州理工大学 2018
[3]压力容器外部冷却汽液两相流的数值模拟研究[D]. HAFIZ HASEEB UR REHMAN.华北电力大学(北京) 2018
[4]动静叶轮叶片倾角对油气混输泵性能影响的研究[D]. 张亚琼.兰州理工大学 2018
[5]单缸双作用往复式油气混输泵工作特性仿真分析[D]. 张冰喆.长安大学 2017
[6]组合式气液混输泵过流部件水力设计及性能研究[D]. 何磊.中国石油大学(北京) 2016
[7]螺旋轴流式油气混输泵的研制及实验[D]. 李选玉.西南石油大学 2014
[8]油气混输泵不同工况内部流动特性分析[D]. 顾生琴.兰州理工大学 2013
[9]气液混输泵优化设计及其数值模拟[D]. 李新凯.兰州理工大学 2012
[10]非结构化网格生成技术研究及应用[D]. 董亮.江苏大学 2010
本文编号：3129371
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