外环流活塞泵转子型线对汽蚀性能影响的研究

针对外环流活塞泵运转状况,通过对转子型线与流速变化、汽蚀性能的内在关系的分析,阐述了转子型线对汽蚀性能的影响,建立了转子与定轴之间闭死区域面积的数学模型,并在原型线公式基础上,根据伯努利方程推导出了优化后的转子型线数学公式,通过该泵传统型线与优化型线两种转子的对比,验证了转子型线优化计算式的准确性,为提高该泵的汽蚀性能提供了理论依据.     

环状U型隔膜应力分析和结构优化设计

为了降低新型液压隔膜泵用环状U型隔膜总体应力,满足应力均匀分布的设计要求,提高隔膜设计效率,结合有限元法与参数优化法,对环状U型隔膜进行了应力-应变分析和结构优化设计.利用Ansys软件的非线性分析工具,通过对不同位移载荷作用下的环状U型隔膜应力分布图的分析研究,总结了环状U型隔膜应力分布形状以及应力最大和最小位置等规律,并据此对应力最大的隔膜固定、运动支撑端和自由挠曲半圆过渡段进行了结构优化.应用Ansys一阶参数优化方法基本原理,以隔膜的最大应力值作为状态限制变量,以隔膜的单元应力之和作为目标函数,计算出了环状U型隔膜的优化结构相关参数.有限元分析结果表明,经优化设计后的环状U型隔膜在不同位移载荷作用下,最大应力值由0.083 MPa降至0.027 MPa,整体应力值下降,内外表面应力分布均匀,两端支撑部位应力集中趋于缓和.     

基于CFD的球阀三维流场数值模拟

为了探索新型转子式油气混输泵出口球阀内流场规律,建立球阀流场的三维模型,利用Fluent软件,将标准k-ε湍流模型与多相流技术相结合,采用SIMPLE算法,对新型转子式油气混输泵出口球阀内的三维气液两相流场进行数值模拟.在容积含气率为25％,50％,75％的不同工况下,通过对球阀开启高度分别为3,5,7 mm时的速度场、压力场与气液相分布的分析,探讨在气液混输过程中阀的开启高度及不同气液比对阀内流场的影响规律.模拟结果表明:球阀开启高度越大,阀球上下压差越小;阀隙流速随着开启高度的增大而减小.在气液混输过程中气相介质主要靠近阀球壁流动,同一开启高度下气液比对阀隙流速的影响较小.研究结果直观展现了球阀内流场形态,在一定程度上揭示了气液两相介质在阀内的流动规律,为新型转子式油气混输泵出口球阀的设计与优化提供理论指导.     

液压隔膜泵隔膜控制系统分析及对比试验

针对液压隔膜泵圆形非金属隔膜的工作状况,应用绝对柔性膜理论,导出了隔膜变形及应力计算式;阐明了隔膜控制系统与隔膜变形、应力变化的内在关系,深入分析了2种隔膜控制系统的结构特征、工作原理及特性;通过对比试验,进一步验证了滑阀式隔膜控制系统的先进性与实用性.     

外环流转子泵转子与泵体间间隙的优化选择

通过外环流转子泵运转时泵的转子与轴的受力分析，建立力学模型，导出了该泵转子与泵体间的间隙计算式；依据N—S微分方程，推导出转子泵间隙的漏损公式。试验验证了间隙和漏损计算公式的实用性，为提高该泵的设计水平及性能提供了参考依据。     

油田高压注水泵站节能型监控系统设计

目前,我国大多数油田高压注水站以所有油井中最高压力注水,进入低压井前再节流的方式给油井注水,不仅加大投资,浪费能源,而且整个注水过程均无监控系统,事故时有发生,严重影响了原油开采。在对国内几个大型采油厂注水站实况进行分析研究的基础上,提出了一整套与现代控制技术相结合的油田注水泵站节能型监控系统的设计方案。     

冷凝液输送泵用铰接式单向阀流场数值模拟

针对冷凝液温度高、极易汽化,且泵吸入口液位高度差小,单向阀水力损失要求极高的问题,提出了一种新型冷凝液输送泵用铰接式单向阀,阐述了其工作原理.以冷凝液输送泵用吸入口铰接式单向阀为例,建立了其二维物理模型,并按照单向阀实际参数给出了边界条件,利用CFD软件Fluent6.3对单向阀开启过程中阀板开度分别为1°,2°,3°,5°,7°,10°六个工况点的流场状态进行了数值模拟,得到了新型铰接式单向阀开启过程中阀板前后部流场压力云图和速度矢量云图,并进行了不同开度状态下的对比分析.研究表明随着阀板开度的不断增加,流场的最大速度和最小速度也在不断增加,流场的最小压力区间一直出现在阀板下端,并初步总结了铰接式单向阀产生水力损失的主要位置,为铰接式单向阀工程设计计算及内部流道优化提供参考.     

蜗壳改型设计对多翼离心风机性能的影响

为改善小型多翼离心风机受气体粘性影响导致流动分离加剧的现象,在传统蜗壳型线设计理论的基础上,研究气体粘性力矩对蜗壳壁线分布的影响,并采用动量矩修正方法对其进行改型设计。另外,为真实反映风机内流场分布情况,在标准k-ε计算模型的扩散项中加入粘性应力作用,使其最高计算误差降低至3%。对比分析改型前后风机数值模拟计算和试验测量结果可知,采用修改的k-ε模型进行计算发现改型后风机内旋涡强度减小,蜗壳出口靠近蜗舌处流动分离得到改善。试验结果表明:改型风机出口静压提升约25Pa,最大全压效率较原型机提升约10%。同时,由于蜗壳张开度扩大能够抑制流动分离,使蜗舌附近区域的旋涡强度及其影响区域减小,从而有效地降低了多翼离心风机噪声2.5d B。     

油气混输泵抗气阻稳压器的设计

对油气混输泵中普遍存在的气阻现象进行了详细分析,为解决气阻现象,设计了抗气阻稳压器;通过理论分析和实际运行验汪,总结归纳了抗气阻稳压器具体结构的设计方法.设计制造的样机产品经实际运行考核,能够较好地满足现场恶劣使用条件的需求.     

油气混输泵单向球阀启闭瞬态性能试验研究

为了研究变工况来流环境下各参数变化对单向球阀的启闭迟滞性影响,针对3DP-60/3.0型往复式混输泵单向球阀的启闭瞬态过程及往复运动特征,运用UDF动网格技术计算气液单向阀启闭高度-时间函数,重点分析启闭瞬时2种极限情况下入口流体速度、压力及动能损失.揭示了不同入口流量、开启高度、含气率等工况参数对单向球阀内部压力场、气液两相分布的影响规律,并通过试验数据和模拟结果进行对比,验证数值模拟的可靠性.研究结果表明:无论是在纯液相还是低含气率下,随着入口流量的增加,球阀压降增加,而且增加幅度比较均匀.在含气率分别为80%,60%,40%时,开启高度从2~6 mm过程中入口压差逐步减小,呈现递减分布规律;20%至纯液工况(含气率为0)时,开启高度越低入口压差变化越大,体现球阀界面气液逐步分离产生界面压差也更大.含气率从0增加到0.9,球阀压降的降低幅度非常明显,随着含气率的进一步增加,压降不断减小.