本文關(guān)鍵詞：井用潛水泵軸向力平衡的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：井用潛水泵外徑由于受到井徑的限制,為了達到需要的揚程,工程中通常采用將葉輪同向排列的方式,使得泵的揚程隨著葉輪級數(shù)的增加而增大,造成潛水泵軸向力的急劇增加。潛水泵運行中產(chǎn)生的軸向力由潛水電機承受,由于潛水電機所能承受的軸向力是有限的,過大的軸向力一是造成潛水電機推力軸承磨損,電機轉(zhuǎn)子下沉引發(fā)安全事故；二是限制了潛水泵向高揚程的發(fā)展。因此,設(shè)法消除或平衡軸向力既可以提高井用潛水泵的使用壽命和效率,又有利于井用潛水泵向高揚程的發(fā)展。本文的主要內(nèi)容如下： 1.以300QJ230-40/2型井用潛水泵的軸向力平衡為研究對象,以清水為介質(zhì),在葉輪前后密封環(huán)直徑相同的條件下(即葉輪后密封環(huán)直徑加大量為零),采用標(biāo)準k-ε湍流模型在多重參考系下對該泵全流道進行了定常不可壓數(shù)值模擬,對該泵的揚程、效率以及軸向力作了數(shù)值計算,并繪制了性能曲線和軸向力隨揚程變化的關(guān)系曲線； 2.通過試驗測量獲得了該型潛水泵的外特性,并采用機械法對潛水泵的軸向力進行了測量,將外特性與軸向力的模擬值和試驗值進行了對比分析,結(jié)果表明,當(dāng)潛水泵后密封環(huán)直徑加大量△rm=0時,在0.8Qsp～1.2Qsp(對應(yīng)揚程為46-36m)的工作區(qū)域,泵性能和軸向力的數(shù)值計算結(jié)果與實測結(jié)果基本吻合,誤差在5%以內(nèi)； 3.在葉輪前密封環(huán)直徑、平衡孔直徑及數(shù)量不變的條件下,當(dāng)葉輪后密封環(huán)直徑加大量△rm≠0時,對該潛水泵進行了全流道數(shù)值模擬和軸向力數(shù)值計算和分析,并繪制了不同后密封環(huán)直徑下泵軸向力隨揚程變化的關(guān)系曲線,結(jié)果表明,當(dāng)后密封環(huán)直徑加大量一定時,軸向力隨著揚程的增加而增大,而泵揚程恒定時,軸向力隨著葉輪后密封環(huán)直徑的加大得到了有效的減��； 4.為了分析泵單級的軸向力隨后密封環(huán)直徑加大量的變化規(guī)律,引入了比面積和軸向力系數(shù)的概念,研究表明,保持葉輪前密封環(huán)直徑、平衡孔直徑及數(shù)量不變的條件下,通過加大葉輪后密封環(huán)直徑可以有效地減小軸向力,該研究結(jié)果為相似泵的軸向力預(yù)測和評估提供了重要參考。
【關(guān)鍵詞】：井用潛水泵 葉輪后密封環(huán)直徑 數(shù)值模擬及試驗 軸向力 無因次曲線
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH38
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 研究背景與意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究進展11-18
• 1.2.1 軸向力的產(chǎn)生原因12-13
• 1.2.2 軸向力的計算公式13
• 1.2.3 軸向力平衡新方法13-16
• 1.2.4 軸向力的計算模型16-18
• 1.3 主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 軸向力的計算公式與平衡原理20-27
• 2.1 研究對象20-21
• 2.2 計算理論假設(shè)21
• 2.3 軸向力計算公式21-25
• 2.3.1 蓋板力F_121-23
• 2.3.2 動反力F_223
• 2.3.3 結(jié)構(gòu)引起的軸向力F_323
• 2.3.4 重量引起的軸向力F_423-24
• 2.3.5 其他因素引起的軸向力F_524-25
• 2.3.6 潛水泵軸向力F的理論計算公式25
• 2.4 加大葉輪后密封環(huán)直徑平衡軸向力的原理25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 井用潛水泵的數(shù)值模擬27-41
• 3.1 研究方法的選擇27-28
• 3.2 數(shù)學(xué)模型的建立28-34
• 3.2.1 控制方程28-29
• 3.2.2 湍流模型29-31
• 3.2.3 控制方程離散方法31
• 3.2.4 流場數(shù)值計算的求解方法31-33
• 3.2.5 動靜耦合模型33-34
• 3.3 計算模型及網(wǎng)格劃分34-37
• 3.3.1 三維幾何建模34-35
• 3.3.2 網(wǎng)格的生成35-37
• 3.4 模型的求解37-39
• 3.4.1 進口邊界條件37-38
• 3.4.2 出口邊界條件38
• 3.4.3 壁面邊界及交界面條件38-39
• 3.4.4 流體域條件39
• 3.5 FLUENT后處理39-40
• 3.5.1 揚程H39
• 3.5.2 軸功率P39-40
• 3.5.3 效率η40
• 3.5.4 軸向力F40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 試驗驗證41-44
• 4.1 試驗的目的與內(nèi)容41
• 4.2 試驗裝置41-42
• 4.2.1 試驗臺裝置41-42
• 4.2.2 軸向力的測定方法42
• 4.3 測量數(shù)據(jù)的處理42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第5章 研究結(jié)果的分析44-58
• 5.1 研究方案44
• 5.2 原設(shè)計模擬與試驗的對比44-45
• 5.3 各計算模型的模擬結(jié)果45-55
• 5.3.1 靜壓分布45-50
• 5.3.2 流線分布50-54
• 5.3.3 揚程效率與后密封環(huán)直徑的關(guān)系54
• 5.3.4 軸向力與揚程的關(guān)系54-55
• 5.3.5 軸向力理論計算與模擬值的對比55
• 5.4 比面積軸向力系數(shù)無因次關(guān)系55-57
• 5.4.1 比面積56
• 5.4.2 軸向力系數(shù)56
• 5.4.3 軸向力系數(shù)與比面積無因次關(guān)系曲線56-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 總結(jié)與展望58-60
• 總結(jié)58
• 展望58-60
• 參考文獻60-64
• 致謝64-65
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄65

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：312127