往復(fù)式油氣混輸泵組合閥工作特性的仿真分析.pdf

1、為了解決現(xiàn)有油氣混輸泵效率低、可靠性差、且不具備內(nèi)壓縮功能，難以適應(yīng)高含氣、高壓縮比油氣混輸工況的問題，滿足油田消滅火炬，回收天然氣急需，提出了一種新型往復(fù)式油氣混輸泵。鑒于目前往復(fù)式油氣混輸泵相關(guān)研究工作尚屬起步階段，其進(jìn)出口單向閥工作機(jī)理不清。本文以該泵用組合閥為研究對象，分別從閥內(nèi)流場、閥滯后角、泵輸入功率等方面進(jìn)行理論分析及數(shù)值模擬研究，初步掌握了該組合閥在氣液兩相工況下的工作特性。具體研究工作如下:
　　 1.基于組合

2、閥的實(shí)際結(jié)構(gòu)，建立三維流場幾何模型，利用Fluent軟件對不同最大開啟高度、不同介質(zhì)氣液比下組合閥內(nèi)流場進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，得到了最大開啟高度和介質(zhì)氣液比共同作用下的組合閥閥隙流速、進(jìn)出口壓差、流量系數(shù)。
　　 2.對不同氣液比工況下組合閥的啟閉過程進(jìn)行了非定常數(shù)值仿真，采用標(biāo)準(zhǔn)的k-ε湍流模型、動網(wǎng)格技術(shù)以及UDF用戶自定義程序，對組合閥簡化后的二維軸對稱流場幾何模型進(jìn)行可視化的動態(tài)仿真研究。獲得了組合閥開啟、關(guān)閉過程中閥芯表

3、面壓力分布、閥隙流速、瞬態(tài)液動力、閥芯總作用力與氣液比、開啟高度之間的定量關(guān)系。
　　 3.分析建立了往復(fù)式油氣混輸泵組合閥滯后角的理論公式，研究得出了該閥滯后角的數(shù)學(xué)計(jì)算方法和步驟;通過實(shí)例計(jì)算與分析，得到了組合閥滯后角隨吸入壓力、排出壓力、氣液比的變化特征。應(yīng)用Fluent軟件中的Mixture多相流模型及動網(wǎng)格技術(shù)，對油氣兩相介質(zhì)內(nèi)壓縮過程進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。將理論計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了組合閥滯后角理論公式