为进一步探究流量和转速对多相混输泵内气相分布规律的影响,基于时均N-S方程和Simple算法,利用FLUENT软件对不同流量和转速下入口含气率为30%时混输泵内三维流态进行仿真。结果表明:流量对首级动叶轮不同截面轮毂处气相分布影响均较大;在进口和出口截面,随着流量的增加含气率增大;在较高转速(2 500、2 950 r/min)时,首级动叶轮不同截面从轮毂到轮缘的含气率变化较大;在不同流量和转速下,首级动叶轮轮缘附近的含气率变化均较大。研究结果可为混输泵性能优化和提高气液输送能力提供参考。

多相混输泵是一种综合了轴流泵和压缩机两种性能的新型增压设备,其动静叶轮之间存在的动静干涉作用,会降低混输泵的稳定性,造成振动。针对此问题,利用ANSYS CFX软件,基于SSTκ-ω湍流模型,当进口含气率为8%时,对多相混输泵在不同轴向间隙下进行定常数值模拟,重点分析在设计工况下轴向间隙对混输泵内部流动和静叶轮叶片压力载荷的影响。结果如下:在设计流量下,轴向间隙的增加可以使静叶轮内气相分布更均匀,减小静叶轮内湍动能较大的区域,而不同轴向间隙对动叶轮内气相和湍动能分布影响较小;在静叶轮叶片进口处,吸力面压力值随轴向间隙的增大而减小,且沿流线方向,存在轴向间隙时吸力面压力值变化较无轴向间隙时波动更大;此外,轴向间隙对叶片压力面压力值变化影响较小,且从轮毂到轮缘,压力面压力值变化受轴向间隙的影响逐渐减小。研究结果可

为了提高混输泵的做功性能,降低能量损失,在不同导叶叶片数下,对多相混输泵的外特性及其内部能量损失进行分析。结果表明:当导叶叶片数为10时混输泵的外特性明显比导叶叶片数为7和8时更差,且最高效率偏向小流量工况;不同流量下,导叶叶片数为8时混输泵叶轮内的收缩损失和湍流耗散损失最小,而导叶叶片数对导叶进口的冲击损失影响很小,可不考虑其影响;在所选3组导叶叶片数下,当导叶叶片数等于8时混输泵的性能最优且流道内能量损失最小。

随着石油工业的发展,国外各公司、科研机构等均投入大量的人力物力进行研究海底油气多相混输技术。而研究其核心设备的多相混输泵更是发展海底多相混输技术的重中之重。分析了研究海底多相混输泵的意义,简要综述国内外螺旋轴流泵、双螺杆泵等各种海底油气多相混输泵的研究与应用情况,并描述了不同泵的特点、工作原理和应用范围。