香草app下载安装资讯

您当前的位置: 主页 > 香草app下载安装资讯 > 香草app下载安装新闻 >

基于CFD的三缸柱塞泵泵阀失效机理研究

来源:香草视频直播全集东方水泵 发布时间:2019-02-14 11:36 浏览:

  在柱塞泵易损件中,泵阀寿命短,而泵阀的寿命、香草视频直播全集使用状况直接制约着钻井泵向高压、香草视频直播全集高冲次、香草视频直播全集大排量方向发展。在现有的泵阀失效机理研究中,随着摩擦学知识的普及和应用,对泵阀失效原因和机理有了进一步的认识。已有资料表明,对泵阀失效机理的认识主要集中在高压流体冲蚀磨损、香草视频直播全集磨粒磨损和阀盘冲击阀座形成的冲击疲劳几个方面11 3,而冲蚀磨损是引起栗阀失效的主要原因。它是由钻井液或压裂液所携带的磨砺性固体颗粒引起的,与阀隙流场的特性有着直接关系。因此,要揭示泵阀密封的失效机理,就必须充分了解阀隙流场钻井液的流速分布以及流动规律,研究阀盘、香草视频直播全集阀座与钻井液的相互作用机制。笔者在现有理论成果的基础上,利用CFD方法模拟阀隙流,分析研究阀隙流场的流速及其分布规律,以期为深人研究泵阀磨损失效机理提供有效的方法和理论依据14 1泵阀工作原理以排出阀为例,假设阀体密闭腔内充满液体,则柱塞处在阀体左端。在理想状态下,排出冲程开始时,活塞从左开始向右运动,排出液体,使密闭腔内液体压力升高到/>,此压力足以克服排出阀阀盘自重及弹簧的弹力/>2,压缩弹簧,阀盘离开阀座,排出阀打开。在排出冲程完成时,排出阀在自重及弹簧力A的作用下,回到阀座上,排出阀关闭。排出阀工作原理如所示(图中泵阀为上升状态,I为阀座孔内液流速度);67.由阀隙流场特点分析可知,非牛顿流体、香草视频直播全集窄缝隙变截面的泵阀阀隙流场是复杂的。为此,研究阀隙流,首先应当在进行详细分析的基础上做必要的简化和假设。

  2泵阀液力端流场模型简化及边界条件确定由分析可知,液力端在排出液体的过程中,液基金项目:国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”专题“煤层气欠平衡钻井配套技术研究”(2008ZX05000缸内部流体流动也为紊流,流场较为复杂,流场内高冲次时腔内流场在压力42. 3MPa下3种工况的各参数(压力、香草视频直播全集流速等)随时间做连续的无规则速度分布和压力分布云图,如、香草视频直播全集所示。

  高冲次时3种状态下排出腔的速度云图通过对排出腔模型的CFD分析,得出了在低冲次时3种状态下排出腔的速度云图变化,因此选取此种工况对排出腔内的流场进行数值D,模拟前提出以下假设:通过计算,此模型中的雷诺数远大于临界雷诺数(2 000~3000),因此模型中流体的流动状态主要是紊流,满足/c-e紊流模型。

  数值计算方法采用有限元体积法中常用的Simple算法求解离散方程组。

  模型边界条件:对液力端的分析可知,在高压力和大流量2种工况下,排出端内部的流场相对较为复杂,因此选取这2种工况来对排出腔内的流场进行模拟。

  为了进一步探讨阀体及阀隙间的流场流速分布与阀开度之间的关系,同时与排出阀的分析对应,第1种情况取三缸泵在高冲次(即299mirT1)时的挡位,分别在曲柄转角小=195、香草视频直播全集210、香草视频直播全集270°时刻,排出阀阀盘对应的升程分别为=3.8mm、香草视频直播全集=7.2mm、香草视频直播全集=12.8mm,给定人口边界条件(即瞬时流量)分为9. 83、香草视频直播全集18.61和32.59L/s,采用压力出口边界条件压力为42. 3MPa;第2种情况取三缸栗在低冲次(即79mirT1)时的挡位,分别在曲柄转角小=195、香草视频直播全集210和270°时刻,排出阀阀盘对应的升程分别为h 86和8.62L/s,同样采用压力出口边界条件压力为99.4MPa,壁面给定无滑移固壁条件,即取wall=,Lall=0,wall=0,wall 2为3种角度下排出腔内部流场的瞬时边界模型。

  善S墨排出腔内部流场在3种角度下的边界模型3CFD求解计算及结果分析3.1高冲次和排出压力小时的流场云图单位:m/s高冲次时3种状态下排出腔的压力云图由阁3可知,随着曲柄转角的增大,通过排出腔的流体速度在相应增大。3种情况下流体速度较大的地方都集中在阀座与阀盘的间隙区域,且阀盘的升程越大,通过阀隙的速度也增大,在排出阀排出孔中速度为集中。特别是当转角达到270°时,由于柱塞的速度较大,同时在排出过程中过流面积减,在阀隙和排出孔产生流体速度较大,大的地方达到8.374m/s,使排出的液体流速较快。另外,在流体流经腔体内部时,产生了部分涡流和回流,因此大冲次下的流体可能会对排出腔产生一定的影响。由可知,在给定相同压力边界条件下,3种状态下的压力变化较,3种流场的压力都在42. 3.2低冲次和排出压力大时的流场云图通过对排出腔模型的CFD分析,得出了在低冲次时腔内流场在压力99.4MPa下3种T况的速度分布和压力分布云图,如、香草视频直播全集所示。

  韩传军等:基于CFD的三缸柱塞泵泵阀失效机理研究低冲次时3种状态下排出腔的压力云图由图。5可知,随着曲柄转角的增大,通过排出腔的流体速度也在相应增加,3种情况下流体速度较大的地方都集中在阀座与阀盘的间隙区域,且阀盘的升程越大,通过阀隙的速度也增大,并在排出阀排出孔中速度为集中,大速度也发生在阀座与阀盘的间隙区域以及过流面积减小的区域,然而在流体被排出的过程中,大速度为2.217m/s,流体的平均速度相对高冲次下的流速减小了许多。由可知,在给定相同压力边界条件下,3种状态下的压力变化较,3种流场的压力都处在99.4MPa左右。

  分析表明,无论是在高冲次还是低冲次下,排出腔内部由于过流面积的减,排出阀开孔部位的流体速度都有明显升高,而压力变化却很,而在出口端和入口端,流体流过腔体内部时都产生涡流和回流,对内壁会造成一定的冲刷。冲次越高流体的流速变化越大,排出液体的压力越,排出液的速度越大;反之,冲次越低,排出液体的压力越大,排出液的速度越小。

  4结论阀盘与阀座间隙之间的流场速度较大,可能会对阀座和阀盘产生一定的冲击作用,因此,阀座与阀盘的结构需要进行适当的优化,并在阀座与阀盘表面使用耐冲蚀的涂层。

  阀盘两底角处钻井液速度大,该处密封圈容易被撕裂造成泄漏。

  当阀盘升程增大时,流场速度会相应地增大,而在给定相同的压力边界条件下流场压力变化较小。

  当冲次较高的时候,流体在被排出的过程中,进人排出腔内部流体会产生部分回流和涡流,因此在长期的作用下会对排出腔内壁产生损坏(特别在阀盘与阀座间隙区域)。

  当冲次较低时,进人排出腔内部流体的流速较,因此不会对排出腔产生损坏。所以,柱塞栗在工作时,尽量采用较低冲次的挡位,这样有利于延长泵的整体使用寿命。


 

Copyright 2018-2019 淄博市香草视频直播全集东方水泵厂 版权所有  备案号:   鲁ICP备15044546号  技术支持:卓汇网盟

搜索

香草视频直播全集网站地图