雙螺桿混輸泵是油氣多相混輸技術(shù)的核心設(shè)備,能夠輸送高含氣率工質(zhì),并且其流量隨增壓的變化較小,在邊際、海上及深海油氣田的油氣混輸系統(tǒng)中得到應(yīng)用。然而雙螺桿混輸泵泵腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且在運行時工作腔容積持續(xù)變化,其工作腔內(nèi)瞬態(tài)多相流動特性還不清楚,嚴(yán)重限制了其在油氣混輸系統(tǒng)中的應(yīng)用和推廣。本文以雙吸式螺桿泵為研究對象,采用數(shù)值模擬和正交試驗相結(jié)合的方法,研究了雙螺桿泵的流動特性以及不同因素對雙螺桿泵性能的影響。主要工作及結(jié)論如下:(1)使用SCORG生成了雙螺桿泵轉(zhuǎn)子域的結(jié)構(gòu)化動網(wǎng)格,建立了雙吸式螺桿泵非穩(wěn)態(tài)多相數(shù)值模型,并對其進行了全三維流場數(shù)值模擬。搭建了雙吸式螺桿泵實驗平臺,對雙螺桿混輸泵在純液及混輸工況下的性能進行了測試,并對數(shù)值模擬結(jié)果進行了驗證分析。結(jié)論如下:純液工況下,雙螺桿泵的輸出流量隨出口壓力的增大而減小,實驗值略小于模擬值;混輸工況下,雙螺桿泵的輸出流量隨著含氣率的增大而下降,模擬值和實驗值的變化趨勢相同,但模擬值略大于實驗值。誤差產(chǎn)生的原因除測量誤差外,樣機轉(zhuǎn)子由于磨損同樣可能導(dǎo)致其嚙合間隙值大于設(shè)計值。(2)基于已驗證的數(shù)值模型,對其在不同出口壓力和不同含氣率工況下進行數(shù)...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究進展與現(xiàn)狀
        1.2.1 螺桿混輸泵內(nèi)流動機理研究
        1.2.2 螺桿混輸泵性能影響因素研究
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 螺桿混輸泵工作原理及數(shù)值模型
    2.1 螺桿泵工作原理及分類
        2.1.1 單螺桿泵
        2.1.2 雙螺桿泵
        2.1.3 三螺桿泵
    2.2 雙吸式螺桿混輸泵幾何模型
    2.3 數(shù)值計算方法
        2.3.1 動網(wǎng)格生成方法
        2.3.2 網(wǎng)格生成及導(dǎo)入
        2.3.3 計算工況及網(wǎng)格無關(guān)性驗證
        2.3.4 邊界條件及模型設(shè)置
        2.3.5 監(jiān)測點設(shè)置
    2.4 本章小結(jié)
3 雙吸式螺桿混輸泵實驗研究
    3.1 實驗平臺簡介
    3.2 實驗方法
    3.3 基本方程
    3.4 系統(tǒng)不確定度分析
    3.5 模型驗證
    3.6 本章小結(jié)
4 雙吸式螺桿混輸泵流動特性分析
    4.1 外特性分析
        4.1.1 流量
        4.1.2 水力效率和容積效率
    4.2 內(nèi)流場分析
        4.2.1 壓力分布
        4.2.2 氣液分布規(guī)律
        4.2.3 速度分布
    4.3 本章小結(jié)
5 基于正交試驗的雙螺桿泵性能影響因素分析
    5.1 單因素對雙螺桿泵性能的影響
    5.2 正交試驗設(shè)計概述
    5.3 試驗因素及水平
    5.4 正交表設(shè)計
        5.4.1 正交表的表示符號
        5.4.2 標(biāo)準(zhǔn)表
        5.4.3 正交表的基本性質(zhì)
        5.4.4 選擇正交表及表頭設(shè)計
        5.4.5 確定試驗方案
    5.5 結(jié)果分析
        5.5.1 極差分析
        5.5.2 方差分析
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間主要研究成果



本文編號：3868100