動、靜葉片翼型前緣半徑對油氣混輸泵壓縮級性能的影響
發(fā)布時間:2021-04-10 09:12
本文采用建模軟件Creo 4.0,對YQH-100型軸流式油氣混輸泵壓縮級的各個過流部件進(jìn)行三維建模,然后將物理模型導(dǎo)入CFD-ICEM中進(jìn)行網(wǎng)格劃分,最后導(dǎo)入Fluent軟件中,對不同流量、含氣率下的壓縮級模型進(jìn)行了全流場計算。本文旨在比較不同翼型前緣半徑對動、靜葉性能的影響。為此,本研究采用CFD方法,分析了不同翼型前緣半徑的動、靜葉模型中的壓力、速度、氣相、湍動能分布規(guī)律。主要工作以及結(jié)論如下:(1)在動葉建模過程中,根據(jù)自主設(shè)計的動葉翼型尺寸選取不同的翼型前緣半徑,建立九種具有不同翼型前緣半徑的動葉模型,分別在五種流量以及四種進(jìn)口含氣率條件下對壓縮級內(nèi)流場進(jìn)行數(shù)值模擬計算,并選列Q=60m3/h、100m3/h、140m3/h三種工況進(jìn)行詳細(xì)說明。結(jié)果表明,當(dāng)壓縮級處于不同流量和含氣率工況下,隨著翼型前緣半徑的增大,動葉工作面和背面的壓力呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,動葉進(jìn)口邊的回流增大,出口邊的回流先減小后增大;進(jìn)口邊湍動能相應(yīng)增大,出口邊湍動能先減小后增大;動葉流道內(nèi)的氣液分離現(xiàn)象先明顯減小后增大,翼型前緣半徑較大...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
傳統(tǒng)采油工藝
圖 1.2 油氣混輸采油工藝氣混輸泵是一種結(jié)合了軸流式與壓縮機(jī)特性的新型增壓設(shè)純氣態(tài)流體的輸送,其壓縮級是由采用錐形結(jié)構(gòu)的動葉和過旋轉(zhuǎn)將能量傳遞給介質(zhì),提高介質(zhì)的動能,靜葉固定不轉(zhuǎn)化為壓力能并將兩相介質(zhì)均勻混合的作用,為流體流入相比較而言,雙螺桿式油氣混輸泵雖然也可以輸送油氣混工況下,比熱容較小的氣體含量遠(yuǎn)高于液體含量,螺桿嚙大量熱量形成高溫區(qū)域,金屬由于熱脹性發(fā)生形變,使泵,大大降低了混輸泵的工作效率,縮短了主要部件的工氣混輸泵的代表,軸流式油氣混輸泵具有以下五點(diǎn)主要優(yōu)葉片與葉片間存在較大間隙,該泵對泥沙等雜質(zhì)的敏感沙漠油田和近海油田的工作環(huán)境?梢栽诟吆瑲馇闆r下不借助外部冷卻系統(tǒng)持續(xù)工作一段續(xù)工作能力較強(qiáng)。具有良好的調(diào)速性,采用變頻電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動,通過調(diào)整
碩士學(xué)位論文在翼型繞流中,前緣半徑 R(也稱前緣鈍度)對流場中的速度、壓力分離位置具有顯著的影響。翼型各參數(shù)如圖 2.1 所示,為研究翼型前緣半大小對流場的影響,在此引入無量綱參數(shù)相對鈍度α=R/dmax。其中:R 為翼緣半徑,dmax為翼型的最大厚度,原模型的α值為 0.05?紤]到動葉前緣半會增大進(jìn)口處動葉對流體的排擠,且當(dāng)α取值大于 0.45 時翼型幾何形狀改變其弦長發(fā)生較大改變,無法確定引起混輸泵性能變化的主要因素,所以α在0.45 之間等間距取值,等間距值為 0.05。本文對動葉片建模時使用 Creo4.0 軟件,首先在草繪平面中畫出翼弦中弧線半徑確定骨線位置,再根據(jù)翼型厚度變化規(guī)律將骨線進(jìn)行加厚,得的上下兩條型線。最后通過對翼型頭部修圓以獲取不同前緣半徑的翼型。放角的變化可以通過旋轉(zhuǎn)功能來實(shí)現(xiàn)。獲取翼型曲線后,將其投影在草繪平以便提取坐標(biāo)點(diǎn)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石油采油工程技術(shù)中存在的問題與對策[J]. 張歡. 化學(xué)工程與裝備. 2019(03)
[2]淺談能源利用現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 孔若琪. 居舍. 2019(08)
[3]螺旋軸流式油氣混輸泵研究現(xiàn)狀[J]. 薛衛(wèi)國,曹光達(dá). 石油和化工設(shè)備. 2019(03)
[4]2018年中國能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)[J]. 煤化工. 2019(01)
[5]中美能源安全現(xiàn)狀比較與啟示[J]. 袁益,舒展. 中外能源. 2019(02)
[6]基于CFD分析的壁面粗糙度對軸流泵水力性能的影響研究[J]. 陳新華,楊曉紅,顧梅芳,孫鋒明. 水利科技與經(jīng)濟(jì). 2018(12)
[7]低雷諾數(shù)下梯形翼的水動力特性研究[J]. 王利東,陳兵,王龍. 海洋技術(shù)學(xué)報. 2018(06)
[8]基于NURBS和遺傳算法的潮流能水輪機(jī)翼型優(yōu)化[J]. 李增亮,孫召成,張琦,馮龍. 中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[9]螺旋軸流式多相泵長短復(fù)合靜葉優(yōu)化設(shè)計[J]. 馬希金,崔生磊,張亞瓊,張潮. 西華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[10]軸流泵外特性數(shù)值模擬算法及湍流模型比較研究[J]. 史緣緣,黃逸哲. 裝備制造技術(shù). 2018(05)
博士論文
[1]葉片前緣幾何特征對水泵水輪機(jī)初生空化的影響研究[D]. 陶然.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]自適應(yīng)非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成及優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 袁友偉.武漢理工大學(xué) 2007
碩士論文
[1]兩相流高效數(shù)值模擬方法及冷凝換熱實(shí)驗(yàn)平臺開發(fā)研究[D]. 于帥.北京石油化工學(xué)院 2018
[2]輪轂半錐角對軸流式油氣混輸泵壓縮級性能的影響[D]. 張潮.蘭州理工大學(xué) 2018
[3]壓力容器外部冷卻汽液兩相流的數(shù)值模擬研究[D]. HAFIZ HASEEB UR REHMAN.華北電力大學(xué)(北京) 2018
[4]動靜葉輪葉片傾角對油氣混輸泵性能影響的研究[D]. 張亞瓊.蘭州理工大學(xué) 2018
[5]單缸雙作用往復(fù)式油氣混輸泵工作特性仿真分析[D]. 張冰喆.長安大學(xué) 2017
[6]組合式氣液混輸泵過流部件水力設(shè)計及性能研究[D]. 何磊.中國石油大學(xué)(北京) 2016
[7]螺旋軸流式油氣混輸泵的研制及實(shí)驗(yàn)[D]. 李選玉.西南石油大學(xué) 2014
[8]油氣混輸泵不同工況內(nèi)部流動特性分析[D]. 顧生琴.蘭州理工大學(xué) 2013
[9]氣液混輸泵優(yōu)化設(shè)計及其數(shù)值模擬[D]. 李新凱.蘭州理工大學(xué) 2012
[10]非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)研究及應(yīng)用[D]. 董亮.江蘇大學(xué) 2010
本文編號:3129371
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
傳統(tǒng)采油工藝
圖 1.2 油氣混輸采油工藝氣混輸泵是一種結(jié)合了軸流式與壓縮機(jī)特性的新型增壓設(shè)純氣態(tài)流體的輸送,其壓縮級是由采用錐形結(jié)構(gòu)的動葉和過旋轉(zhuǎn)將能量傳遞給介質(zhì),提高介質(zhì)的動能,靜葉固定不轉(zhuǎn)化為壓力能并將兩相介質(zhì)均勻混合的作用,為流體流入相比較而言,雙螺桿式油氣混輸泵雖然也可以輸送油氣混工況下,比熱容較小的氣體含量遠(yuǎn)高于液體含量,螺桿嚙大量熱量形成高溫區(qū)域,金屬由于熱脹性發(fā)生形變,使泵,大大降低了混輸泵的工作效率,縮短了主要部件的工氣混輸泵的代表,軸流式油氣混輸泵具有以下五點(diǎn)主要優(yōu)葉片與葉片間存在較大間隙,該泵對泥沙等雜質(zhì)的敏感沙漠油田和近海油田的工作環(huán)境?梢栽诟吆瑲馇闆r下不借助外部冷卻系統(tǒng)持續(xù)工作一段續(xù)工作能力較強(qiáng)。具有良好的調(diào)速性,采用變頻電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動,通過調(diào)整
碩士學(xué)位論文在翼型繞流中,前緣半徑 R(也稱前緣鈍度)對流場中的速度、壓力分離位置具有顯著的影響。翼型各參數(shù)如圖 2.1 所示,為研究翼型前緣半大小對流場的影響,在此引入無量綱參數(shù)相對鈍度α=R/dmax。其中:R 為翼緣半徑,dmax為翼型的最大厚度,原模型的α值為 0.05?紤]到動葉前緣半會增大進(jìn)口處動葉對流體的排擠,且當(dāng)α取值大于 0.45 時翼型幾何形狀改變其弦長發(fā)生較大改變,無法確定引起混輸泵性能變化的主要因素,所以α在0.45 之間等間距取值,等間距值為 0.05。本文對動葉片建模時使用 Creo4.0 軟件,首先在草繪平面中畫出翼弦中弧線半徑確定骨線位置,再根據(jù)翼型厚度變化規(guī)律將骨線進(jìn)行加厚,得的上下兩條型線。最后通過對翼型頭部修圓以獲取不同前緣半徑的翼型。放角的變化可以通過旋轉(zhuǎn)功能來實(shí)現(xiàn)。獲取翼型曲線后,將其投影在草繪平以便提取坐標(biāo)點(diǎn)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石油采油工程技術(shù)中存在的問題與對策[J]. 張歡. 化學(xué)工程與裝備. 2019(03)
[2]淺談能源利用現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 孔若琪. 居舍. 2019(08)
[3]螺旋軸流式油氣混輸泵研究現(xiàn)狀[J]. 薛衛(wèi)國,曹光達(dá). 石油和化工設(shè)備. 2019(03)
[4]2018年中國能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)[J]. 煤化工. 2019(01)
[5]中美能源安全現(xiàn)狀比較與啟示[J]. 袁益,舒展. 中外能源. 2019(02)
[6]基于CFD分析的壁面粗糙度對軸流泵水力性能的影響研究[J]. 陳新華,楊曉紅,顧梅芳,孫鋒明. 水利科技與經(jīng)濟(jì). 2018(12)
[7]低雷諾數(shù)下梯形翼的水動力特性研究[J]. 王利東,陳兵,王龍. 海洋技術(shù)學(xué)報. 2018(06)
[8]基于NURBS和遺傳算法的潮流能水輪機(jī)翼型優(yōu)化[J]. 李增亮,孫召成,張琦,馮龍. 中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[9]螺旋軸流式多相泵長短復(fù)合靜葉優(yōu)化設(shè)計[J]. 馬希金,崔生磊,張亞瓊,張潮. 西華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[10]軸流泵外特性數(shù)值模擬算法及湍流模型比較研究[J]. 史緣緣,黃逸哲. 裝備制造技術(shù). 2018(05)
博士論文
[1]葉片前緣幾何特征對水泵水輪機(jī)初生空化的影響研究[D]. 陶然.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]自適應(yīng)非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成及優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 袁友偉.武漢理工大學(xué) 2007
碩士論文
[1]兩相流高效數(shù)值模擬方法及冷凝換熱實(shí)驗(yàn)平臺開發(fā)研究[D]. 于帥.北京石油化工學(xué)院 2018
[2]輪轂半錐角對軸流式油氣混輸泵壓縮級性能的影響[D]. 張潮.蘭州理工大學(xué) 2018
[3]壓力容器外部冷卻汽液兩相流的數(shù)值模擬研究[D]. HAFIZ HASEEB UR REHMAN.華北電力大學(xué)(北京) 2018
[4]動靜葉輪葉片傾角對油氣混輸泵性能影響的研究[D]. 張亞瓊.蘭州理工大學(xué) 2018
[5]單缸雙作用往復(fù)式油氣混輸泵工作特性仿真分析[D]. 張冰喆.長安大學(xué) 2017
[6]組合式氣液混輸泵過流部件水力設(shè)計及性能研究[D]. 何磊.中國石油大學(xué)(北京) 2016
[7]螺旋軸流式油氣混輸泵的研制及實(shí)驗(yàn)[D]. 李選玉.西南石油大學(xué) 2014
[8]油氣混輸泵不同工況內(nèi)部流動特性分析[D]. 顧生琴.蘭州理工大學(xué) 2013
[9]氣液混輸泵優(yōu)化設(shè)計及其數(shù)值模擬[D]. 李新凱.蘭州理工大學(xué) 2012
[10]非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)研究及應(yīng)用[D]. 董亮.江蘇大學(xué) 2010
本文編號:3129371
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