螺旋軸流式多相泵是用于油田多相混輸生產(chǎn)的一項(xiàng)新技術(shù),針對(duì)該泵的研究開發(fā)現(xiàn)在已經(jīng)成為一大熱點(diǎn)。本文首先回顧了泵的水力設(shè)計(jì)、葉片設(shè)計(jì)理論及泵內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算的研究現(xiàn)狀,明確了多相泵研究中亟待解決的幾個(gè)問題:缺乏足夠的理論基礎(chǔ),設(shè)計(jì)方法急需改進(jìn)等。 本文采取的技術(shù)路線是理論、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)及數(shù)值計(jì)算相結(jié)合,即首先研究泵的工作理論與混輸機(jī)理,繼而以理論為基礎(chǔ)指導(dǎo)設(shè)計(jì),給出一種設(shè)計(jì)方法,然后以實(shí)驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算對(duì)工作理論與設(shè)計(jì)方法進(jìn)行檢驗(yàn)與修正。 具體內(nèi)容包括:⑴較系統(tǒng)地進(jìn)行了多相混輸泵增壓?jiǎn)卧ぷ骼碚撆c混輸機(jī)理的研究,分析了混輸泵的外特性,首次建立了泵特性參數(shù)、混輸能力與結(jié)構(gòu)參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)和混合液參數(shù)的關(guān)系,并導(dǎo)出了相關(guān)式,為今后方便正確的設(shè)計(jì)多相泵增壓?jiǎn)卧峁├碚撘罁?jù);⑵在理論研究的基礎(chǔ)上,初步形成了混輸泵增壓?jiǎn)卧Y(jié)構(gòu)參數(shù)的一種新的設(shè)計(jì)方法,用以指導(dǎo)泵的子午面設(shè)計(jì);⑶基于上述理論,針對(duì)均勻流模型,采用準(zhǔn)三維反問題的研究思路,以速度矩作為控制參數(shù),導(dǎo)出了混輸泵葉型的速度梯度方程,并給出了增壓?jiǎn)卧~片型狀的反問題設(shè)計(jì)方法;針對(duì)雙流體模型,采用準(zhǔn)三維正問題的研究思路,分別推導(dǎo)出氣相與液相在混輸泵中的運(yùn)動(dòng)方程...

【文章頁(yè)數(shù)】：174 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
論文創(chuàng)新點(diǎn)摘要
主要符號(hào)表
第1章 緒論
    1.1 概述
    1.2 混輸泵增壓?jiǎn)卧墓ぷ骼碚?br>    1.3 軸流泵葉、導(dǎo)輪的水力設(shè)計(jì)
    1.4 葉片設(shè)計(jì)理論分類
        1.4.1 一維葉片設(shè)計(jì)理論
        1.4.2 基于兩類流面的準(zhǔn)三維反問題計(jì)算
        1.4.3 基于渦面的全三維葉片設(shè)計(jì)理論
        1.4.4 葉輪與葉片的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
    1.5 泵內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算
    1.6 研究現(xiàn)狀的總結(jié)與問題的提出
    1.7 本文研究的主要工作
第2章 混輸泵增壓?jiǎn)卧墓ぷ骼碚?br>    2.1 理論基礎(chǔ)
        2.1.1 圓柱層無(wú)關(guān)性假設(shè)
        2.1.2 葉柵理論
        2.1.3 速度三角形分析
        2.1.4 速度環(huán)量與軸向速度的分布
    2.2 混輸泵特性參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系
        2.2.1 基本假設(shè)
        2.2.2 流量分析
        2.2.3 揚(yáng)程分析
        2.2.4 相態(tài)分離和氣泡穩(wěn)定
        2.2.5 效率分析
    2.3 本章小結(jié)
第3章 混輸泵增壓?jiǎn)卧就庑纬叽绲拇_定
    3.1 葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇
    3.2 導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇
    3.3 本章小結(jié)
第4章 混輸泵葉輪的準(zhǔn)三維正反問題計(jì)算
    4.1 問題的簡(jiǎn)化
    4.2 基于兩類相對(duì)流面的通用理論
    4.3 利用準(zhǔn)三維方法求解混輸泵葉輪的反問題
        4.3.1 葉片設(shè)計(jì)問題的提出
        4.3.2 平均 S_2m流面上葉輪反問題的速度梯度方程
        4.3.3 選擇合適的速度矩分布
        4.3.4 利用準(zhǔn)三維進(jìn)行反問題的求解計(jì)算
    4.4 利用準(zhǔn)三維方法求解混輸泵葉輪的正問題
        4.4.1 葉輪中液體的 S₂流面準(zhǔn)三維正問題
        4.4.2 葉輪中液體的 S₁流面準(zhǔn)三維正問題
        4.4.3 葉輪中氣體的準(zhǔn)三維正問題
        4.4.4 利用準(zhǔn)三維進(jìn)行混輸泵正問題的計(jì)算
    4.5 混輸泵葉輪反問題計(jì)算實(shí)例
        4.5.1 葉輪反問題的計(jì)算結(jié)果分析
        4.5.2 反問題計(jì)算應(yīng)注意的問題
    4.6 混輸泵葉輪正問題計(jì)算實(shí)例
        4.6.1 葉輪 S_2m流面的計(jì)算結(jié)果分析
        4.6.2 葉輪 S₁流面的計(jì)算結(jié)果分析
    4.7 本章小結(jié)
第5章 混輸泵導(dǎo)輪的準(zhǔn)三維正反問題計(jì)算
    5.1 利用準(zhǔn)三維方法求解混輸泵導(dǎo)輪的反問題
        5.1.1 平均S_2m流面上導(dǎo)輪反問題的速度梯度方程
        5.1.2 選擇合適的速度矩分布
    5.2 利用準(zhǔn)三維方法求解混輸泵導(dǎo)輪的正問題
        5.2.1 導(dǎo)輪中液體的 S_2m流面準(zhǔn)三維正問題
        5.2.2 導(dǎo)輪中液體的 S₁流面準(zhǔn)三維正問題
        5.2.3 導(dǎo)輪中氣體的準(zhǔn)三維正問題
    5.3 混輸泵導(dǎo)輪反問題計(jì)算實(shí)例
    5.4 本章小結(jié)
第6章 利用遺傳算法進(jìn)行葉柵的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    6.1 葉柵的優(yōu)化設(shè)計(jì)與遺傳算法
    6.2 遺傳算法的基本結(jié)構(gòu)
        6.2.1 遺傳算法的一般流程和基本步驟
        6.2.2 遺傳算法的基本特點(diǎn)
    6.3 基于遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化
    6.4 基于遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化在葉輪設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
        6.4.1 葉片形狀的參數(shù)化技術(shù)
        6.4.2 流動(dòng)分析方法的合理選擇
        6.4.3 應(yīng)用遺傳算法對(duì)葉輪優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體步驟
        6.4.4 葉片型線的評(píng)估準(zhǔn)則
    6.5 葉輪葉片型線的優(yōu)化結(jié)果與分析
        6.5.1 優(yōu)化過程的分析
        6.5.2 優(yōu)化結(jié)果之間的對(duì)比分析
        6.5.3 優(yōu)化結(jié)果與初始葉型的對(duì)比分析
    6.6 本章小結(jié)
第7章 混輸泵增壓?jiǎn)卧臄?shù)值計(jì)算
    7.1 數(shù)值計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)與局限性
    7.2 葉柵內(nèi)流場(chǎng)的特征
    7.3 FLUENT 簡(jiǎn)介
        7.3.1 通用多相流模型
        7.3.2 可動(dòng)區(qū)域中流動(dòng)問題的建模
    7.4 FLUENT 的具體計(jì)算
        7.4.1 理論分析模型
        7.4.2 多相混輸泵及其實(shí)驗(yàn)
        7.4.3 數(shù)值建模與網(wǎng)格劃分
        7.4.4 控制方程與邊界條件
        7.4.5 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析
    7.5 混輸泵的外特性研究
        7.5.1 輸送純水時(shí)的外特性
        7.5.2 混輸時(shí)的外特性
        7.5.3 混輸泵的總體評(píng)價(jià)
    7.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3750967