双螺杆气液混输泵内流动特性及性能影响因素研究

发布时间：2023-11-26 16:02

　　双螺杆混输泵是油气多相混输技术的核心设备,能够输送高含气率工质,并且其流量随增压的变化较小,在边际、海上及深海油气田的油气混输系统中得到应用。然而双螺杆混输泵泵腔结构复杂,且在运行时工作腔容积持续变化,其工作腔内瞬态多相流动特性还不清楚,严重限制了其在油气混输系统中的应用和推广。本文以双吸式螺杆泵为研究对象,采用数值模拟和正交试验相结合的方法,研究了双螺杆泵的流动特性以及不同因素对双螺杆泵性能的影响。主要工作及结论如下:(1)使用SCORG生成了双螺杆泵转子域的结构化动网格,建立了双吸式螺杆泵非稳态多相数值模型,并对其进行了全三维流场数值模拟。搭建了双吸式螺杆泵实验平台,对双螺杆混输泵在纯液及混输工况下的性能进行了测试,并对数值模拟结果进行了验证分析。结论如下:纯液工况下,双螺杆泵的输出流量随出口压力的增大而减小,实验值略小于模拟值;混输工况下,双螺杆泵的输出流量随着含气率的增大而下降,模拟值和实验值的变化趋势相同,但模拟值略大于实验值。误差产生的原因除测量误差外,样机转子由于磨损同样可能导致其啮合间隙值大于设计值。(2)基于已验证的数值模型,对其在不同出口压力和不同含气率工况下进行数...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究进展与现状
        1.2.1 螺杆混输泵内流动机理研究
        1.2.2 螺杆混输泵性能影响因素研究
    1.3 本文主要研究内容
2 螺杆混输泵工作原理及数值模型
    2.1 螺杆泵工作原理及分类
        2.1.1 单螺杆泵
        2.1.2 双螺杆泵
        2.1.3 三螺杆泵
    2.2 双吸式螺杆混输泵几何模型
    2.3 数值计算方法
        2.3.1 动网格生成方法
        2.3.2 网格生成及导入
        2.3.3 计算工况及网格无关性验证
        2.3.4 边界条件及模型设置
        2.3.5 监测点设置
    2.4 本章小结
3 双吸式螺杆混输泵实验研究
    3.1 实验平台简介
    3.2 实验方法
    3.3 基本方程
    3.4 系统不确定度分析
    3.5 模型验证
    3.6 本章小结
4 双吸式螺杆混输泵流动特性分析
    4.1 外特性分析
        4.1.1 流量
        4.1.2 水力效率和容积效率
    4.2 内流场分析
        4.2.1 压力分布
        4.2.2 气液分布规律
        4.2.3 速度分布
    4.3 本章小结
5 基于正交试验的双螺杆泵性能影响因素分析
    5.1 单因素对双螺杆泵性能的影响
    5.2 正交试验设计概述
    5.3 试验因素及水平
    5.4 正交表设计
        5.4.1 正交表的表示符号
        5.4.2 标准表
        5.4.3 正交表的基本性质
        5.4.4 选择正交表及表头设计
        5.4.5 确定试验方案
    5.5 结果分析
        5.5.1 极差分析
        5.5.2 方差分析
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3868100