流體動力式發(fā)聲器被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中,適用于處理有機(jī)物污染水及石油生產(chǎn)過程中的降黏與解堵等場合,不過目前聲波防蠟的理論研究及發(fā)聲器的發(fā)聲機(jī)理研究尚存不足。鑒于此,通過對油田現(xiàn)場應(yīng)用中的聲波防蠟器的觀察,建立了簡化模型,并利用ANSYS Workbench平臺對其中的支點(diǎn)式簧片哨結(jié)構(gòu)進(jìn)行了流固耦合仿真分析。仿真結(jié)果表明:簧片的尖劈角度及簧片長度對其預(yù)應(yīng)力大小、流體流速和振動模態(tài)均有影響,即簧片尖劈角度跟簧片所受流固耦合預(yù)應(yīng)力、尖劈處射流流速成反比關(guān)系,從應(yīng)用角度來看即對液體所產(chǎn)生的攪拌作用增大;隨著簧片長度的增大,簧片所受流固耦合預(yù)應(yīng)力增大,射流流速增大,簧片預(yù)應(yīng)力模態(tài)的固有頻率減小。研究結(jié)果對于流體動力式發(fā)聲器的現(xiàn)場應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)作用。 

【文章來源】：石油機(jī)械. 2020,48(10)北大核心

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【部分圖文】：

圖1 支點(diǎn)式簧片哨計算模型

圖2是簧片尖劈角度α分別為30°、45°和60°時的流固耦合預(yù)應(yīng)力分布圖。表1為不同尖劈角度下預(yù)應(yīng)力分析表。由表1可知，在簧片4個支點(diǎn)固定時，隨著簧片尖劈角度的增大，簧片尖劈處所受壓力也越大。但是對比尖劈角度為45°和60°的簧片尖劈處壓差，尖劈角度30°的尖劈處壓差最大。尖劈角度為30°的簧片在尖劈處的上下壓差為0.11MPa，即壓差越大，簧片在面對射流沖擊時越容易起振，所能發(fā)出聲波頻率越大。3.1.2 簧片尖劈處角度對流速的影響

流體動力式發(fā)生器應(yīng)用于油田生產(chǎn)中時，其主要是在采油過程中對原油起防蠟降黏的作用。而簧片本身在面對高速射流時，射流沖擊簧片尖劈對液體所產(chǎn)生的攪拌作用也是對原油防蠟降黏的主要原因。分析射流沖擊簧片時液體的流速可以反映簧片所能產(chǎn)生的攪拌作用的強(qiáng)弱。圖3為流體域Z軸截面的射流流速分布圖。由圖3可知，尖劈角度30°、45°和60°的簧片尖劈處流速分別為43.6、41.5和42.7 m/s。對比3個尖劈角度的射流沖擊簧片的流速可知，射流在沖擊尖劈角度30°的簧片時流速較大，即對射流所能產(chǎn)生的攪拌效果較強(qiáng)。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3402338