基于CFX软件油气混输泵压缩级流场模拟及分析

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1、2011年第4O卷石油矿场机械第3期第32页OILFIELDEQUIPMENT2O11，40(3)：32～36文章编号：1O01-3482(2011)03—0032—05基于CFX软件油气混输泵压缩级流场模拟及分析马希金，王智，张明紫(兰州理工大学能源与动力工程学院，兰州730050)摘要：利用CFX软件，在多重参考坐标系下采用欧拉方法的双流体湍流模型来计算油气混输泵单级内三维气液两相流场。通过压力场、速度场及气液相分布的分析，探讨了气液混合介质在油气混输泵单个压缩级内部的流动规律，并对单个压缩级外特性进行了预测。模拟和试验的对比结果表明：该计算模型能较好

2、地预测多相混输泵在较低入口含气率工况下的性能，而当多相混输泵入口含气率比较高时，模拟值和试验值有一定的偏差。关键词：油气混输泵；数值模拟；流场分析；性能中图分类号：TE964文献标识码：ANumericalSimulationandFlowAnalysisoilCompressionStageofOil—gasMixturePumpBasedonCFXSoftwareMAXi—jin，WANGZhi，ZHANGMing-zi(CollegeofEnergyandPowerEngineering，LanzhoUUniversityofTechnology，L

3、anzhou730050，China)Abstract：AtWO—phase3-DturbulenceflowfieldwascalculatedwithCFXundermultiplereferenceframebasedontheEulermethodofmulti——fluidmodelforgas——liquidturbulenceflowfieldinthesinglecompressionstageofaxial—flowmultiphasepumpunderdifferentinletgasvolumefraction．Byanalyzing

4、thepressurefield，thevelocityfieldandgas～liquiddistribution，theinternalflowcharacteristicsofgas—liquidmixingmediuminoil—gasmixturepumpindividualcompressionstagewerediscussedandthentheexternalcharacteristicswerepredicted．Andthesimulationresultsandexperimentalresultswerecompared；ther

5、esultsshowthatthismodelcanpredicttheperform—anceofmultiphasepumpunderlowerinletgasvolumefractioneffectively．However，therewasacertaindeviationbetweensimulatedresultsandexperimentalresultswhentheinletgasvolumefractionwasrelativelyhigh．Keywords：oil—gasmixturepump；numericalsimulation；

6、flowfieldanalysis；performance轴流式油气混输泵是用于油气等多相混合介质计尚无成熟的设计方法，设计中存着一定的盲目性，输送的一种增压装置。目前，国外已成功地将该类而流动数值模拟具有投入少、周期短、信息完整、仿产品应用于油田生产，国内尚处于初期样机研究阶真能力强等优点。因此，实现混输泵气液两相的数段。由于输送的多相介质流动的复杂性，其水利设值模拟对于产品的优化设计、提高泵输送性能具有收稿日期：2010—0909基金项目：甘肃省科技攻关项目(GK954—3—11)作者简介：马希金(】958～)，男，山西夏县人，研究员，硕士生导师，主要

7、从事流体机械方面的研究，E—mail：maxijin126@126corno第4O卷第3期马希金，等：基于CFX软件油气混输泵压缩级流场模拟及分析重要意义。件无关，主要由叶轮的转速来决定，小气泡流出叶轮CFX与大多数CFD软件不同，CFX除了可以后再合成大气泡流出泵体。使用有限体积法之外，还采用了基于有限元的有限假设叶轮内部气液两相流流型为泡状流。液相体积法。基于有限元的有限体积法在保证了有限体为连续相，气相为离散相，由小气泡构成，气泡在运积法守恒特性的基础上，吸收了有限元法的数值精动中保持球形，具有同一的直径，为O1mm。液相确性，加上其多网格技术，CF

8、X的计算速度和稳定通过标准的e模型模拟，气相采用零方程描述，忽性较