管內(nèi)智能封堵器在封堵過程中其周圍流場會發(fā)生變化,管內(nèi)流量和壓力變化劇烈,使封堵器尾流場出現(xiàn)漩渦,產(chǎn)生渦激振動現(xiàn)象,對封堵器造成沖擊,無法保證封堵的穩(wěn)定性,進而對封堵效果造成影響。鑒于此,對封堵器封堵時振動劇烈的問題進行了研究,在原有封堵器結(jié)構(gòu)上做了一定的改進�？紤]到封堵器尾部流場變化較為劇烈,在封堵器尾部加入三塊可折疊擾流板,以降低管內(nèi)渦量和壓力,緩解封堵器的振動。采用響應(yīng)面法設(shè)計試驗方案,利用Fluent軟件計算不同角度和面積下渦量和壓力的大小,證明了擾流板的角度和面積對管內(nèi)流場有較大的影響,從而影響封堵器的減振效果。對得到的試驗數(shù)據(jù)進行分析,建立了擾流板角度和面積與封堵器尾部渦量和壓力平均值的關(guān)系,得到最優(yōu)參數(shù)進行了數(shù)值模擬。優(yōu)化模型壓力與渦量的平均值和最大值都比原始模型小,說明該優(yōu)化設(shè)計方法有利于封堵器的減振。 

【文章來源】：石油機械. 2020,48(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

管內(nèi)智能封堵器結(jié)構(gòu)模型

假設(shè)管道內(nèi)的介質(zhì)為單相不可壓縮液體，且封堵過程中溫度不變，液體介質(zhì)的黏性系數(shù)為常數(shù)。基于以上假設(shè)，F(xiàn)luent需要求解質(zhì)量守恒方程和動量守恒方程[15]。質(zhì)量守恒方程的意義是指微元體內(nèi)體積流量保持不變，即流入流量等于流出流量。其表達式為:

為了提高網(wǎng)格的精確度，本次試驗采用Fluent2019R2中的Fluent Meshing模塊對管內(nèi)封堵器模型進行網(wǎng)格劃分。Fluent Meshing是一種新興的高級網(wǎng)格劃分軟件，使用簡單、精度高，適合處理復(fù)雜幾何體的網(wǎng)格問題[18]。將管內(nèi)智能封堵器的簡化模型導(dǎo)入，先進行面網(wǎng)格劃分，設(shè)置封堵器部分為固體域，管道內(nèi)部其他部分為流體域，最后生成體網(wǎng)格，如圖3所示。要研究擾流板不同角度與面積下管內(nèi)流場的壓力和渦量，需要控制智能封堵器為同一封堵狀態(tài)。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，管內(nèi)壓力會隨著封堵的進行而升高。為了提高智能封堵器的減振效果，試驗針對封堵狀態(tài)較高的情況進行研究。由于封堵完全時管道會被封死，無法正常地模擬管道內(nèi)部流場情況，所以在封堵狀態(tài)為99%的情況下進行試驗。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3538545