含不同粒径混合砂粒离心泵固液两相流数值模拟.pdf

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1、2012年第41卷石油矿场机械0ILFIELDEQUIPMENT2O12，41(9)：19～23第9期第19贞文章编号：1001-3482(2012)09—0019-05含不同粒径混合砂粒离心泵固液两相流数值模拟王显丰(长庆油田分公司机械制造总厂，西安710201)摘要：采用RNGk-￡液相湍流模型，应用欧拉方法对离心泵进行混合砂粒的固液两相流数值模拟，分析了叶轮流道速度变化、压力分布及混合砂粒对离心泵性能的影响。结果表明：随着砂粒体积分数的增加，流道速度增加；在相同．7-况、相同均值粒径下，离心泵扬程、效率随着砂粒体积分数的升高而降低；在相同体积分数下，离心泵扬程、效率随着砂粒均值粒径的

2、增加而降低。关键词：离心泵；混合沙粒；两相流；数值模拟中图分类号：TE933．3文献标识码：ANumericalSimulationofSolid-liquidTwo-phaseFlowCentrifugalPumpContainingDifferentParticleSizeMixedSandWANGXian—feng(MachineryManufacturingPlant，ChangqingOilfieldCompany，Xi’an710201，China)Abstract：RNGk-eliquid—phaseturbulencemodelandmixedsandgrainsofthe

3、Eulermethodforcentrifugalpumpforliquid—solidtwo—phaseflownumericalsimulationwereusedtoanalyzespeedchange，pressuredistributionandtheeffectingofmixedsandparticlesizeontheperformanceofcentrifugalDumps．Resultsindicatethatwiththeincreaseofsedimentconcentration，flowspeedincreases：underthesameconditions，

4、samesize，andhead，theefficiencyofcentrifugalpumpisl。weringasthesandcontentincreases；underthesameconcentration，theefficiencyofcentrifugalpumpheadincreasedasthesizeofsandgrainsarereduced．Keywords：centrifugalpump；mixedgrains；two—phaseflow；numericalsimulation离心泵是最典型的叶片式机械，在石油矿场应如图1所示。叶轮上带有若干个叶片，通常为6～用广

5、泛，主要用于输送原油、向井底注水、油井采油，12片，大多不超过9片。叶轮与泵轴固装在一起，以及作为往复泵的灌注泵和生活供水泵等。离心泵当动力机通过联轴器和泵轴带动叶轮旋转时，叶片通过旋转叶轮的动能产生流量，使液体流动，其效率就带动叶片间流道中的液体作圆周运动。在离心力取决于该叶轮的性能。与活塞泵相比，离心泵具有的作用下，液体以较大的速度和较高的压力，沿着叶转速高、体积小、流量大、结构简单的特点。片形成的流道自中心向外缘运动，并通过蜗壳和扩散管流向排出管。由于液体不断被排出，在泵壳内1技术分析叶轮中心和吸入管内形成真空，吸入池中的液体在1．1结构原理大气压或液罐内压力的作用下，源源不断地流进

6、吸离心泵主要由叶轮、泵轴、蜗壳等组成，其结构入管和叶轮；蜗壳则收集从叶轮中高速流出并具有收稿日期：2012—0318作者简介：王显丰(1974)，男，吉林榆树人，工程师，主要从事石油机械方面的技术和管理工作。石油矿场机械2012年9月—◆一=1％—．卜一=3％—▲_妒=5％534混合砂粒对离心泵性能的影响。。524．1扬程不同工况下均值粒径增加对扬程的影响如图9所示，可以看出：在相同粒径下，扬程随砂粒体积分薰数的增加而降低；在相同体积分数时，扬程随混合砂均值粒径／ram粒均值粒径的增大而降低，3种工况下，1．OQ额定a流量0．9Q流量时扬程相对较高，1．1Q大流量时扬程最低。—◆一=1％—

7、．．_妒=3％—▲一=5％舅—．-_=1％—．卜_=3％—▲-=5％窆58l9．Ol8口l8．618．4i218．2l8．0ii17．817．6混合沙粒均值粒径／mmb流量1．OQa流量0．9Q舅—◆_：l％—．-=3％—=5％{i；C流量1．1Q混合沙粒均值粒径／ram图1O不同工况下均值粒径增加对效率的影响b流量1．oq5结论—◆i一=1％—．卜_=3％—▲一=5％1)小流量、同均值粒径时，最高压力随砂粒体吕积分数的