螺杆泵腔室液压分布数值模拟研究.pdfVIP

2010年 1月 机床与液压 Jan．2010 第38卷 第 1期 MACHINETOOL HYDRAULICS V01．38N0．1 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881。2010．O1．030 螺杆泵腔室液压分布数值模拟研究 金红杰，吴恒安，王秀喜 (中国科学技术大学近代力学系，安徽合肥230027) 摘要：对螺杆泵系统腔室内液体压力分布进行分析是计算液压对转子负载作用和掌握螺杆泵工作特性的基础。建立了 三维螺杆泵系统的流体动力学模型，对转子处于不同位置时腔室内的流场进行了分析，得出了转子处于相应位置时腔室内 的压力分布情况以及液压作用在转子上的力和力矩，并讨论了其对螺杆泵系统的影响。 关键词：螺杆泵；流体动力学；数值模拟 中图分类号：TE933 文献标识码 ：A 文章编号：1001—3881(2010)1—092—3 NumericalSimulationOnCavityPressureofProgressiveCavityPump JINHongjie，WUHengan，WANGXiuxi (DepartmentofModemMechanics，UniversityofSciencenadTechnologyofChina，HefeiAnhui230027，China) Abstract：Analysisofpressuredistributioninaprogressivecavitypump (PCP)systemisthebaseofealeualtingforcesand torquesimposedontherotorbyliquidflow andunderstandingtheperformanceofPCP．A three—dimensional fluiddynamicsmodelof PCPwaspresented．Theflow fieldsforseveral differentpositionsoftherotorwerenumericallysimulatedandanalyzed．Th epressure distributioninthesealingcavityandtheloadontherotorwereobtained．TheeffectofpressureonPCPperfomr na cewasdiscussed． Keywords：Prorgessivecavitypump；Compuattionalfluiddynma ics；Numerical simulation 0 引言 断旋转的转子组成，定子和转子之间的腔室内充满液 地面驱动螺杆泵抽油装置是用于开采高黏、高含 体，如图1所示。随着转子转动，密封腔 向上移动， 沙、高含气原油的一种新型设备…，具有投资少、维 吸入 口处产生真空，吸人井下液体。转子每转动 护简单 、管理方便等优点，已广泛应用于世界各油田 360。，吸人口处产生新的密封腔室 ，原来的密封腔室 的机械采油工艺工程中 。螺杆泵的转子和定子之 向上移动一个转子导 间的腔室中充满液体，运行时通过转子旋转增压实现 程，从而使泵 内密封 液体的输送、提升和抽油。螺杆泵在工作过程中，定 腔中的液体 向泵的出 子和转子受到腔室内流动液体的分布液压作用，定子 口运动，将入 口吸入 在液压作用下产生压缩变形 ，而作用在转子上的液压 的液体一级接一级输 通过与定子接触而影响定子，定子变形产生的应力反 送到泵 的出 口。液体 作用在转子上，与转子受到的液压力平衡 ，使转子在 的不断提升 ，实现 了 图1 单螺杆泵系统示意图 定子内部转动，定子和转子之间的相互作用非常复 抽油工艺。 杂。因此，