地热井用两级潜水泵内流熵产诊断及水力性能优化

作     者：王天任 李瑞霞 周文博 姬忠礼 张永学 祁紫伟 WANG Tianren;LI Ruixia;ZHOU Wenbo;JI Zhongli;ZHANG Yongxue;QI Ziwei

作者机构：中石化新星(北京)新能源研究院有限公司北京100083 中国石化地热资源开发利用重点实验室北京100083 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 重庆江增船舶重工有限公司重庆402263 

基　　金：国家自然科学基金项目(52179094) 

出 版 物：《流体机械》 (Fluid Machinery)

年 卷 期：2024年第52卷第7期

页      码：24-32页

摘      要：为了提升地热井用潜水泵的运行效率,根据地热井用潜水泵的流动参数和实际运行工况,完成了两级潜水泵过流部件水力设计,并进行了全流道流动数值模拟和试验验证;采用熵产分析法定位了潜水泵内流场的高能耗区域,主要集中在级间交汇和动静部件干涉处;采用正交设计和结构参数敏感性分析方法,确定了结构参数对潜水泵性能的影响规律,以叶轮叶片出口角、出口宽度、叶片包角和导叶轴向长度为优化变量,以扬程和效率为优化目标,通过遗传算法、最优拉丁超立方采样和熵权TOPSIS法对两级潜水泵进行水力优化。结果表明,额定工况下,优化泵的扬程增加了24.9%,效率增加了5.7%,总水力损失减小了1024.9 W,高能耗区域明显降低,水力性能显著提升,分离流、二次回流和冲击流动等不良流动得到显著抑制;大流量工况处理能力大幅度提升,高效区间范围扩大了70%,运行稳定性得到显著提高。研究内容为潜水泵的设计及内流场研究提供理论指导。

主 题 词：地热井用潜水泵 熵产诊断 能量损失 水力性能优化 

学科分类：080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1005-0329.2024.07.004

馆 藏 号：203131299...