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喷泉水泵单相流柱塞出口处的PIV图像处理

DATE:2013-10-15 FROM:双丰龙

  喷泉水泵单相流作用下柱塞顶端出口处流场速度矢量图。从图中可以看出,柱塞顶端出口处呈现以下的流场特征:柱塞内部管流呈对称流动状态,而且流线分布较均匀。这说明柱塞内部管流稳定,大致呈层流流动状态,这一点从柱塞出口处流场旋度中可以更清楚地看到。但在柱塞出口处,由于过流截面减小以及截面形状的变化,使得流体在柱塞出口处产生水平速度分量,尤其是在拐角处出现了涡旋,从而产生负压,增大了过流阻力。随着冲次的增加,柱塞出口拐角处的涡旋也不断加强,出口处过流阻力也相应加大。为了减少涡旋的产生,从该部位分析可知,若柱塞出口拐角处设计成流线型或在该部位制造倒角应会最大限度地减小涡旋,从而降低该部位的过流阻力。
  我们提出的建议是对深井泵应做以下改进:
  (1)阀球是深井泵中的一个主要部件,也是易损件,它决定着泵的效率及检泵周期。建议对混相流深井泵采用偏心球形阀球,对于流道狭小的深井泵采用滴形阀球,对含砂的抽油井用深井泵则采用镶有密封胶皮的锥形阀球。
  (2)在保证最大过流面积的条件下,对于阀球罩的过流断面形状,应该尽量采用流线型,以减小过流阻力。
  (3)在设计柱塞的结构时,应该考虑将柱塞下端的吸入口设计成流线型或喇叭口型,以降低其吸入阻力。在保证柱塞出口有最大过流断面的同时,将柱塞出口流道也设计成流线型,以降低柱塞出口处的过流阻力。
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