摘要：基于轴流泵的基本能量方程式和伯努利方程,提出了螺旋轴流式多相混输泵的扬程—流量特性曲线的理论分析方法。利用该方法可以得到泵的扬程—流量特性曲线,从而判断混输泵设计的优劣及对混输泵扬程特性的各个影响因素进行定性分析。利用该方法,分别给出了实际混输泵样机在不同进口体积含气率、不同转速情况下的扬程—流量特性曲线,分析了进口体积含气率和转速对混输泵扬程的影响。理论分析结果和实验结果基本一致。

摘要：本文对三级离心式混输泵在单相水和空气-水两相条件下的增压特性进行实验研究。单相水条件下,增压特性与设计值相符。气体的掺混导致混输泵增压能力表现不同阶段的变化。三种转速下(3500,4000,4500 r·min^(-1)),保持气相流量恒定,随液相流量降低,两相增压逐渐偏离单相。液相流量恒定,随入口含气率升高,两相增压依次划分为三个区域:离散气泡区域,泡状流区域和长气弹区域。液相流量范围10~26 m^(3)·h^(-1),两相增压主要与转速和入口含气率有关而与液相流量无关。定义了气液两相等效流量和等效扬程,在单相和两相条件下,混输泵均满足相似定律,为相关设计提供参考。

摘要：气液混输是石油、天然气开采运输的核心技术,叶片式混输泵具有结构紧凑、运行工况宽、耐磨损等优点。我国叶片式混输泵的研究起步晚,发展较慢,系统深入的研究相对较少,设计理论尚不成熟。叶片式气液混输泵的能量特性受入口含气率、转速及介质黏性的影响。本文总结了叶片式混输泵在不同运行条件下的混输性能,介绍了叶片式混输泵的结构特点,阐述了叶片式混输泵的设计方法和性能优化的研究现状,综述了叶片式混输泵内部的两相流态发展规律、气液相间力作用机理及压力脉动变化规律的研究进展,并对叶片式混输泵未来的研究方向进行了展望。

摘要：为改善混输泵在小流量工况下的水力性能,采用基于均相流假设的多相流模型和Rayleigh-Plesset方程,应用标准k-ε湍流模型,对混输泵小流量工况全流道空化流场进行数值模拟,分析几种典型空化工况下混输泵的输运性能以及在不同工况下叶轮内部空泡的分布规律,最后根据模拟结果预测混输泵的能量特性并与试验结果作对比分析,从而在一定程度上验证了数值模拟的可靠性.研究结果表明:在小流量工况下,叶片进口绕流和动静干涉对叶轮内的流动分离产生较大的影响,同时旋涡形成的低压区会加剧进口空化、降低泵的混输性能;从初生到深度空化发展过程中,空化首先发生在叶片进口和靠近中间位置,在叶片背面进口的空化程度较严重,越靠近轮毂空化程度越严重,甚至阻塞流动,加剧叶轮内相态分离.该研究结果为混输泵的进一步优化设计、性能改善及试验研究提供理论依据.

摘要：采用流固耦合及有限元方法对布放和混输等复杂工况下3级深海采矿混输泵进行强度计算,分析了泵内流场分布、转子部件应力应变及临界转速,并进行了500 m级深海采矿混输系统海上试验.结果表明:设计流量下,混输泵的计算扬程为124.30 m,相对误差为0.27%;布放工况时,混输泵最大变形仅为0.36500 mm,最大应力为73.971 MPa;混输工况时,泵最大变形为0.31500 mm,最大应力为58.860 MPa;转子部件前3阶模态仅沿泵轴方向变形,并未发生扭曲,而后3阶模态呈“S”形扭曲变形;转子部件1阶固有频率对应临界转速为2476 r/min;海试布放过程中混输泵安全可靠,混输工况下泵稳定运行时长超过57 h,实现了2次24 h连续无故障运行,且矿石颗粒体积浓度达到11.7%.

摘要：以自主研制的第三代YQH-100气液混输泵增压单元为优化对象,采用正交实验设计方法设计优化方案,以提高混输泵效率为最终优化目标进行优化设计.利用Fluent软件对部分实验方案进行数值计算,预测混输泵的相对扬程和效率.针对数值模拟计算量大等问题,分别采用BP神经网络及粒子群优化BP神经网络,建立目标函数与优化变量间的复杂响应关系.预测结果表明,粒子群优化的BP神经网络较BP神经网络预测性能有较大的提高.采用模糊偏好信息的多属性决策方法对所有实验方案进行评价选优,优化后的混输泵较优化前相对扬程提高了0.81%,效率提高了0.77%.

摘要：为了深入探究液相黏度对混输泵内气相分布规律的影响,基于两相流模型和标准的k-ε湍流模型,本文利用FLUENT软件以3种不同黏度的液体为液相介质对三级轴流螺旋式油气混输泵在设计工况、入口含气率30%条件下进行数值计算,总结了液相黏度对混输泵内气相分布规律的影响。结果表明:黏度越小对叶轮内和首级动叶轮叶片上气体分布影响越大,且当介质为重质油时混输泵内轴向方向上的气相体积分数基本保持不变。另外黏度对首级动叶轮叶片进口附近的气相体积分数的影响也较大。研究结果可为增强混输泵输送效率和水力稳定性提供参考。

摘要：对影响单螺杆油气混输泵螺杆-衬套副的性能和寿命的各种因素(如过流面积、密封腔的压力变化规律、相对滑动速度、螺杆转动惯性力、压缩比等)及其随结构参数的变化规律进行了全面的理论分析。通过对单项指标的分析,结合现有单螺杆油气混输泵的设计和安装必须满足的结构条件,推荐了综合考虑多项指标时结构参数的优选方法,得到了结构参数的优选图解。所得的结果对单螺杆油气混输泵的设计具有一定意义。

摘要：新开发的WZ11-4NB油田设计采用混输泵作为增压泵进行油气外输,混输泵为南海西部油田首次应用,其运行稳定性有待研究。通过对国内混输泵使用情况和使用经验的调研,总结了混输泵使用中普遍存在的油气比不稳定、进口压力波动导致停机、泵对流量适应性差、进液不均易造成螺杆烧坏等问题,提出了解决问题的思路。结合WZ11-4NB油田的实际情况,提出了提高混输泵运行稳定性的改造意见,通过增加回流补液控制及直管段,混输泵最终成功投入使用,即便在严重段塞流工况下,混输泵仍能维持稳定工作,目前已稳定运行超过1a。

摘要：为研究轴流式油气混输泵含气工况级间相互影响以及流道内压力脉动特性,应用Fluent软件数值模拟了三级油气混输泵在设计流量下的全流场瞬态,获得了混输泵内两相运动特征和流动部件内压力脉动情况,并分析了压力脉动时域和频域。结果表明,动静干涉是产生静压波动的主要因素,静压波动均值从入口到出口逐渐增大,级内动静交界处耦合作用较小,级间动静交界处耦合作用则较为明显。各级压缩单元叶轮进口均为脉动最剧烈的地方,距离叶轮进口越远,压力脉动幅值越小,在叶轮出口达到最小。在压缩单元内,流动方向的压力脉动主频幅值逐渐降低。首级叶轮出口、二级叶轮中间和出口以及末级叶轮中间位置压力脉动频率主要为2倍叶频,其他监测点压力脉动频率均为1倍叶频。气相对压力脉动频率影响较小,仅影响幅值。研究结果可为混输泵的结构优化设计及流动诱导振动控制提供参考。