螺旋轴流式油气混输泵导叶内非定常流动及其DMD分析

发布时间：2024-07-09 00:33

　　随着远洋油田的开发,气液多相混输技术由于其显著的经济效益而被各个国家重视起来,目前应用在油气混输系统内的泵主要有螺杆泵和螺旋轴流式油气混输泵两种,由于螺旋轴流式油气混输泵有适应大流量工况、结构紧凑及对固体颗粒不敏感等优点而广泛应用于油田开发。其工况较为复杂,含气量可以在0¹00%之间变化,由于在高含气量下泵内容易产生气堵现象,导致流道堵塞,要求螺旋轴流式油气混输泵必须同时具备泵和压缩机的功能。螺旋轴流式油气混输泵内部复杂的气液两相流导致其设计理论不成熟,对其内部复杂气液两相流动的研究具有重要的意义。本文对螺旋轴流式油气混输泵内流动进行数值模拟分析,将动态模态分解(DMD)方法应用于螺旋轴流式油气混输泵的速度场及相态场,深入探求螺旋轴流式油气混输泵内的气液两相流动机理,为该泵的结构设计和性能优化工作提供参考。本文主要研究内容有:采用结构化网格对YQH-90型螺旋轴流式油气混输泵计算域进行离散,采用欧拉双流体两相流模型、SST k-ω湍流模型进行气液两相流动的非稳态数值模拟,并对3套网格下的数值模拟误差进行了验证与校验(V&V)分析。对叶轮及导叶内相态结构分析...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1时空域流场数据集

螺旋轴流式油气混输泵导叶内非定常流动及其DMD分析8POD方法按照模态的能量占比来进行模态提取，其中前几阶模态基本上就可以占据系统的绝大多数能量，因此可以由前几阶主要的模态来实现对缺失数据的填补和对复杂系统的重构分析，但对于非定常流场的分析，DMD方法要比POD方法方便的多。2.....

图2.2导叶网格重构及插值

螺旋轴流式油气混输泵导叶内非定常流动及其DMD分析12（b）插值数据网格图2.2导叶网格重构及插值1）将导叶结构数据导入Matlab中，绘制如图2.2b所示的网格，受导叶结构的限制，将流道区域划分为9块，其网格数量分别为A:5×34、B:5×34、C:41×34、D:41×34、....

图3.2叶轮结构示意图

螺旋轴流式油气混输泵导叶内非定常流动及其DMD分析183.1.2叶轮几何参数螺旋轴流式油气混输泵中叶轮和导叶组成的压缩单元是其最重要的部分，叶轮结构示意如图3.2，其结构参数主要有轮缘直径、轮毂进口直径、轮毂出口直径、轮毂轴向长度、导叶进出口安放角、叶片进出口安放角、叶片数、叶片....

图3.3叶片型线坐标转化示意图

螺旋轴流式油气混输泵导叶内非定常流动及其DMD分析183.1.2叶轮几何参数螺旋轴流式油气混输泵中叶轮和导叶组成的压缩单元是其最重要的部分，叶轮结构示意如图3.2，其结构参数主要有轮缘直径、轮毂进口直径、轮毂出口直径、轮毂轴向长度、导叶进出口安放角、叶片进出口安放角、叶片数、叶片....

本文编号：4004116