螺旋軸流式混輸泵作為油田開采的重要設(shè)備之一,在多相介質(zhì)輸送方面具有非常廣闊的應(yīng)用前景�；燧敱玫牧髦略肼曁匦詫ο到y(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要影響,降低混輸泵的流動(dòng)誘導(dǎo)噪聲是控制管路設(shè)施向外輻射噪聲的重要措施。本文以自主設(shè)計(jì)的YQH-100型軸流式混輸泵為對象,基于SST k-ω湍流模型和聲學(xué)邊界元法,進(jìn)行混輸泵流場和內(nèi)聲場的數(shù)值研究,分析泵內(nèi)部流場、壓力脈動(dòng)及內(nèi)場流致噪聲特性,以期為混輸泵流致噪聲的控制提供參考。本文的主要研究內(nèi)容及取得的成果如下:1.對給定參數(shù)的YQH-100型油氣混輸泵進(jìn)行水力設(shè)計(jì)、三維建模、網(wǎng)格劃分及數(shù)值計(jì)算。結(jié)果表明,泵的揚(yáng)程、效率等性能參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求,證明了水力設(shè)計(jì)的合理性。2.分析油氣混輸泵內(nèi)部定常和非定常流動(dòng)特性,結(jié)果表明混輸泵導(dǎo)葉內(nèi)的復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象如回流、漩渦等隨流量的增大其流動(dòng)狀況得到改善;葉輪與導(dǎo)葉動(dòng)靜干涉區(qū)域壓力梯度較大;葉輪和導(dǎo)葉之間的動(dòng)靜干涉作用是影響混輸泵內(nèi)壓力脈動(dòng)特性的重要因素,葉輪內(nèi)部流場壓力脈動(dòng)的特征頻率為葉輪葉頻及其倍頻處,導(dǎo)葉內(nèi)部的壓力脈動(dòng)特性與葉輪葉片數(shù)和泵的轉(zhuǎn)速有關(guān);相比壓縮級(jí)內(nèi)的動(dòng)靜耦合作用,級(jí)間耦合作用劇烈得多;隨流量的增大,混輸泵壓縮級(jí)內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)受到葉輪與導(dǎo)葉間的動(dòng)靜干涉作用逐漸增強(qiáng),而受到泵軸轉(zhuǎn)速的影響逐漸減弱,首級(jí)葉輪進(jìn)口處的流動(dòng)狀態(tài)受泵軸轉(zhuǎn)速影響較大。3.分別計(jì)算葉輪、導(dǎo)葉和蝸殼內(nèi)場流致噪聲,結(jié)果表明:混輸泵葉輪、導(dǎo)葉和蝸殼三個(gè)過流部件中,葉輪誘導(dǎo)噪聲的聲壓級(jí)最大,導(dǎo)葉的次之,蝸殼的最小。葉輪誘導(dǎo)噪聲以軸頻為周期脈動(dòng),在葉輪葉頻處出現(xiàn)較明顯的脈動(dòng)幅值;導(dǎo)葉誘導(dǎo)噪聲的脈動(dòng)幅值主要表現(xiàn)在導(dǎo)葉葉頻、葉輪葉頻及其倍頻處;蝸殼誘導(dǎo)噪聲主要表現(xiàn)在大于導(dǎo)葉葉頻的中高頻段,由泵的轉(zhuǎn)速、葉輪葉片數(shù)和導(dǎo)葉葉片數(shù)共同作用。4.分析額定工況下混輸泵在不同含氣率條件下葉輪、導(dǎo)葉和蝸殼誘導(dǎo)噪聲的輻射特性,結(jié)果表明含氣率變化對各過流部件流致噪聲的影響規(guī)律一致,流致噪聲水平均隨含氣率的增大逐漸降低。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TE92
【部分圖文】：

軸流式油氣混輸泵流致噪聲的數(shù)值模擬研究 2 章 軸流式油氣混輸泵的水力設(shè)計(jì)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)一臺(tái)型號(hào)為 YQH-100 的油氣混設(shè)計(jì)，確定泵的總體結(jié)構(gòu)形式，為后續(xù)內(nèi)部流場脈動(dòng)奠定基礎(chǔ)。氣混輸泵工作原理混輸泵同時(shí)具有葉片泵和壓縮機(jī)的雙重特性，增壓單元葉組成一級(jí)增壓單元，混輸泵壓縮單元的結(jié)構(gòu)如圖 2流體做功使其獲得動(dòng)能和壓能，經(jīng)過導(dǎo)葉的擴(kuò)壓作用葉同時(shí)具有整流的作用，流體經(jīng)整流以后以相對較好單元。

饕院笠韻嘍越蝦玫牧鞫?刺??胂亂患對鲅溝ピ?Ｍ?2.1 軸流式油氣混輸泵壓縮單元結(jié)構(gòu)圖2.2 設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)參數(shù)混輸泵設(shè)計(jì)的基本原則是盡量控制氣液兩相在垂直流動(dòng)方向上的相對均勻和穩(wěn)定，多相流體不發(fā)生分離，從而獲得最大的揚(yáng)程和較高的效率[26]。目前關(guān)于軸流式混輸泵理論設(shè)計(jì)方面的研究，尚未形成精確的理論推導(dǎo)公式及設(shè)計(jì)方法。泵增壓單元的設(shè)計(jì)大部分是借鑒現(xiàn)有泵型的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行，因此在設(shè)計(jì)方面導(dǎo)致該泵不一定能夠達(dá)到理想的效率。本文借鑒軸流泵、壓縮機(jī)、國內(nèi)外混輸泵設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及混輸泵已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行各過流部件的水力設(shè)計(jì)。軸流式混輸泵的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是葉輪和導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮揚(yáng)程、流量和效率等特性的要求，協(xié)調(diào)各參數(shù)與混輸能力的關(guān)系進(jìn)行各參數(shù)的選取。本文軸流式混輸泵的主要設(shè)計(jì)參數(shù)如表 2.1 所示：

軸流式油氣混輸泵流致噪聲的數(shù)值模擬研究水力設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)的葉輪將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為流體的動(dòng)能，是該泵中唯一的做對整個(gè)泵的性能至關(guān)重要。軸流式混輸泵葉輪的基本結(jié)構(gòu)形轂兩種，其基本結(jié)構(gòu)和圓柱面展開分別如圖 2.3 和圖 2.4 所前人對混輸泵進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究可知，對于轉(zhuǎn)速一定的同一臺(tái)含氣率條件下的最高效率點(diǎn)處，其對應(yīng)的進(jìn)口體積總流量幾設(shè)計(jì)時(shí)可以忽略含氣率對流量的影響。設(shè)計(jì)時(shí)，采用錐形輪轂。其目的在于增大進(jìn)口通流面積，葉片扭曲程度和出口處的二次流損失。
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本文編號(hào)：2883775