往复式油气混输泵组合阀流场非定常仿真分析.pdf

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1、第5期机械设计与制造2013年5月MachineryDesign&Manufacture63往复式油气混输泵组合阀流场非定常仿真分析张生昌，陈锡栋，邓鸿英(浙江工业大学，浙江杭州310014)摘要：建立了往复式油气混输泵组合阀简化后的二维轴对称维流场几何模型。根据泵速、活塞行程和活塞直径等工作参数，给定阀的边界条件，采用标准的k—s湍流模型、动网格技术以及UDF用户自定义程序，对介质不同气液比下组合阀的启闭过程进行了非定常数值仿真。获得了组合阀开启、关闭过程中阀芯表面压力分布、阀隙流速、瞬态液动力与介质气液比、阀开

2、启高度之间的定量关系。结果表明：阀芯开启高度一定时，介质气液比越大瞬态液动力越小；介质气液比一定时，随着阀芯开启高度的增大瞬态液动力减小。关键词：往复式油气混输泵；组合阀；CFD；气液比；瞬态液动力中图分类号：TH16；TE933+．3文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)o5—0063—04UnsteadySimulationoftheFlowFieldforCombinedValveinReciprocatingOil-GasMultiphasePumpZHANGSheng-chang，CHEN

3、Xi-dong，DENGHong—ying(ZhejiangUniversityofTechnology，ZhejiangHangzhou310014，China)Abstract：Thesimplified2-Doxis-symmetrygeometrymodeloftheflowfdforreciprocatingoilmuhiphasepumpcombinedvalveisestablished．Combinedwithpumpspeed，pistonstrokeandpistondiameter，given

4、theboundaryconditwnD厂thevalve，theunsteadyopening-closingprocessofcombinedvalveunderdifferentgas—liquidratioissimulated．Thesimulationwascarriedonbasedonstandardk-eturbulentmodel，dynamicmeshtechnologyandlinerdefinedfunction．Therelationship6e￡eenpr℃ssuredistribut

5、iononvalvecore，valvegapflowvelocityandtransientflowforcetothegas—liquidratioandvalveopenheightduringopeningandclosingofvalveareobt~ned．Theresultsshowthatthetransientflowforcedecreaseswiththeincreaseofgas—liquidratio，whenopenheightkeepsconstant．Andthetransientf

6、lowforcedecreaseswiththeincreaseofopenheight，whenthegas-liquidratiokeepsconstant．KeyWords：ReciprocatingOil-GasMuitiphasePump；CombinedValve；CFD；Gas--LiquidRatio；TransientFlowForce1引言2建立模型油气混输是近几年迅速发展的一种先进油田开采工艺，已2．1工作参数在石油开采中得到应用，而往复式油气混输泵是油气混输增压往复式油气混输泵组合阀进行仿真

7、计算时，相关的工作参的关键设备之一。数主要包括泵速、活塞行程及活塞直径。其中：泵速n=240dmin，进出口阀是往复式油气混输泵最关键的水力元件，其工作行程S=90mm，活塞直径D=150mm，从而可以求得三缸双作用往特性将直接影响泵的性能和寿命。目前，国内外对于往复泵阀的复泵的实际流量I81：q=,4SnZ(1+K)，一100m3／h(1)研究主要集中在输送介质为不可压缩流体，在不考虑介质含气量其中：A：孚；K=I一的前提下，从阀芯处于某一确定开启高度下的定常模拟，发展式中：一活塞截面积，m：；2活塞数；一容积效

8、率；D一活塞杆到现在给定阀芯某一运动规律下的非定常仿真。但是有关油气直径，m。两相工况下往复泵阀流场的研究还很少，特别是油气两相工况下由于三缸双作用往复式油气混输泵每一个缸都配有两个阀芯运动过程中阀内流场的相关研究尚未见报导。阀，因此通过每个组合阀的实际流量为100／6mS／h。由此可见，利用Fluent软件对往复式油气混输泵组合阀内2．2组合阀结构和网格划