冪律流體在內(nèi)管做行星運動的環(huán)空中流動時內(nèi)管壁的受力分析.pdf

1、在螺桿泵采油工況下,由于抽油桿自重以及偏心的影響,抽油桿不僅繞自身軸線自轉(zhuǎn),還繞著油管的軸線公轉(zhuǎn),采出液在抽油桿和油管所形成的偏心環(huán)空中的流動可視為非Newton流體在內(nèi)管做行星運動的環(huán)空中的流動.因此,研究非Newton流體在內(nèi)管做行星運動的環(huán)空中流動時內(nèi)管壁所受流體的作用力對于螺桿泵采油井中分析和防治抽油桿的偏磨、桿斷,優(yōu)化設計泵的工作參數(shù)具有理論指導意義.本文采用冪律流體模式來描述螺桿泵采油井中采出液的流變性；建立了冪律流體在內(nèi)管

2、做行星運動的環(huán)空中流動時內(nèi)管壁所受流體作用力的數(shù)學模型,給出了流體作用在內(nèi)管壁上的法向應力差、切向應力和扭矩的計算公式,并利用有限差分法對其進行了數(shù)值求解:分析了Newton流體和冪律流體在內(nèi)管做行星運動的環(huán)空中流動時內(nèi)管自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度、環(huán)空偏心度以及壓力梯度對內(nèi)管壁上的法向應力差、切向應力和扭矩的影響,結(jié)果表明:對于Newton流體在內(nèi)管做行星運動的環(huán)空中的流動,內(nèi)管自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度以及環(huán)空偏心度對內(nèi)管壁上的法向應力差、切向應力和扭矩的

3、影響較大,而壓力梯度對其無影響:對于冪律流體在內(nèi)管做行星運動的環(huán)空中的流動,內(nèi)管自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度以及環(huán)空偏心度對內(nèi)管壁上的法向應力差、切向應力和扭矩的影響較大,壓力梯度對內(nèi)管壁上的法向應力差、切向應力影響較小,但對扭矩的影響較大；通過Newton流體在內(nèi)管做行星運動的環(huán)空中流動時內(nèi)管壁法向應力差、切向應力和扭矩的數(shù)值解與解析解的對比分析可知,本文給出的流體作用在內(nèi)管壁上的法向應力差、切向應力和扭矩的計算公式和數(shù)值計算方法是可行的.