气提泵特性研究

防气抽油泵设计摘要：在高气液比油井中，气体对泵效的影响十分严重。

这些气体占据泵腔的部分体积，会降低泵腔内的充满度，导致抽油泵阀球开启滞后，甚至出现“气锁”现象。

“气锁”时还会发生“液压冲击”，造成有杆抽油系统的振动，加速其损坏。

结果造成抽油机井频繁作业，使检泵周期缩短，开发成本增加。

本文介绍的防气抽油泵采用机械起动和关闭的标枪阀结构，克服了气锁现象。

本文首先介绍了国内外抽油泵的发展现状，接着论述了防气抽油泵的工作原理，初步确定了气液抽油泵的整体结构。

然后对气液抽油泵的整体结构、尺寸进行了设计计算，确定了泵的外径和泵筒的长度。

最后对抽油泵的主要零件，如泵筒、柱塞、泵阀、阀罩等进行了设计计算以及校核，并对抽油泵的排量进行了计算。

通过本文的研究，对抽油泵的研制起到一定的促进作用。

关键词：气锁；防气抽油泵；低产；结构设计Anti-gas pump designAbstract: In the well with high gas/oil ratio, the gas has the destructive influence to the pump efficiency. These gases hold partial volumes of pump cavity and reduce the fullness in the pump cavity, which will cause the valve ball’s opening lag of sucker rod pumps and will even result in the “gas lock”. The “shock from hydraulic pressure” follows the “gas lock”, which ca uses the vibration of oil pumping system and accelerates its damage. The result creates the frequent work of oil pumping well, reduces the pump examining cycle and increases the exploiting cost. This a rticle describes the anti-gas pump can overcome the “gas lock” by machinery starting and the closed javelin valve structure.In this paper, it introduces the pump prevented gas-lock development present situation , then discussed the graduated design , the working principle of the anti-gas pump , and preliminarily determines the overall structure of the anti-gas pump . Next it designed and calculated the anti-gas pump to the overall structure and dimensions , determined the pump diameter and the length of the pump cylinder . In the end , the main parts , such as pump cylinder , pump plunger , pump valve and valve cover , are designed , calculated and checked for pump , then the output volume is calculated . Eventually , it determines anti-gas pump what they design can prevent effectively gas- lock and work normally .Their are some certain effects though study of this paper in promote the develop of the oil pump.Key words: gas lock; anti-gas pump; low production; Structure desig目录1 绪论 (1)1.1 国内外抽油泵发展现状 (1)1.1.1 国外抽油泵发展及介绍 (1)1.1.2 国内抽油泵发展及介绍 (3)1.2 国内外抽油泵优缺点介绍 (5)1.2.1 国外抽油泵生产大国所生产的抽油泵特点 (5)1.2.2 国内所生产的抽油泵类型比较 (6)1.3 研究意义 (6)1.4 课题研究内容 (7)1.5 创新点 (7)1.6 研究进度 (8)2 气液抽油泵的结构及工作原理 (9)2.1 防气抽油泵的基本结构 (9)2.2 防气抽油泵工作原理 (9)3 防气抽油泵结构设计 (10)3.1 抽油泵总体尺寸计算 (11)3.1.1 油管直径与泵径的匹配 (11)3.1.2 抽油杆规格与泵径的匹配 (11)3.1.3 抽油泵最大外径 (11)3.1.4 抽油泵长度 (12)3.2 抽油泵主要零件的设计与计算 (12)3.2.1 古德曼图 (12)3.2.2 泵筒的设计与计算 (17)3.2.3 柱塞的设计与计算 (27)3.2.4 泵阀的设计与计算 (28)3.2.5 阀罩的设计与计算 (32)3.3 泵的排量计算 (35)4. 结论 (36)5. 参考文献 (37)6. 致谢 ......................................... 错误!未定义书签。

◀油气田开发工程▶滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究∗张志广１ꎬ２㊀潘灵永２㊀王峻乔２㊀张晓青１㊀代琼曦２(１ 华中科技大学能源与动力工程学院㊀２ 中石化石油机械股份有限公司)张志广ꎬ潘灵永ꎬ王峻乔ꎬ等.滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究[Ｊ].石油机械ꎬ２０２３ꎬ５１(１２):１２０－１２９.ＺｈａｎｇＺｈｉｇｕａｎｇꎬＰａｎＬｉｎｇｙｏｎｇꎬＷａｎｇＪｕｎｑｉａｏꎬｅｔａｌ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｗｏｒｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐｓ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２０２３ꎬ５１(１２):１２０－１２９.摘要:滚动转子式油气混输泵正在天然气开采领域快速推广ꎬ其试验研究有助于为泵头理论分析和正向设计建立基础ꎬ对于实现高性能泵头研发和推动天然气开发具有重大价值ꎮ通过搭建宽工况㊁高稳定性㊁高精度的内循环试验平台ꎬ开展了某型滚动转子泵工作温度㊁压力㊁排量和功耗测试试验ꎬ完成了其工作特性分析ꎬ全面建立了泵头工作机制ꎬ证明了该类泵头性能的优越性ꎮ研究结果表明:在油气混输作用下ꎬ滚动转子泵的缸内气体增压过程趋于等温压缩ꎬ工作腔温升有限ꎬ排气温度能够维持在５５ħ左右ꎮ滚动转子泵虽然在天然气开发领域作为压缩机使用ꎬ但更多地体现了泵的工作特性:泵头实际排量与转速和进气压力呈正比ꎬ与进排气压差线性负相关ꎻ泵头容积效率与进排气压差线性负相关ꎻ泵头功耗与进排气压差线性正相关ꎬ但与进气压力无关ꎬ且随转速升高其增长幅度不断上升ꎻ滚动转子泵的出口压力脉动远低于往复式天然气压缩机ꎬ而其增压橇外输压力脉动几乎被完全削减ꎬ体现出了重大设备优势ꎮ研究结果可为油气混输泵的设计与应用提供参考ꎮ关键词:滚动转子式油气混输泵ꎻ准等温压缩过程ꎻ工作特性ꎻ排量特性ꎻ压力脉动特性中图分类号:ＴＥ９７４㊀文献标识码:Ａ㊀ＤＯＩ:１０ １６０８２/ｊ ｃｎｋｉ ｉｓｓｎ １００１－４５７８ ２０２３ １２ ０１８ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＷｏｒｋｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＲｏｌｌｉｎｇＲｏｔｏｒＯｉｌ￣ＧａｓＭｉｘｅｄ￣ＦｌｏｗＰｕｍｐｓＺｈａｎｇＺｈｉｇｕａｎｇ１ꎬ２㊀ＰａｎＬｉｎｇｙｏｎｇ２㊀ＷａｎｇＪｕｎｑｉａｏ２㊀ＺｈａｎｇＸｉａｏｑｉｎｇ１㊀ＤａｉＱｉｏｎｇｘｉ２(１ ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎻ２ ＳｉｎｏｐｅｃＯｉｌｆｉｅｌｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｒ￣ｐｏｒａｔｉｏｎ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐｓａｒｅｒａｐｉｄｌｙｇａｉｎｉｎｇｐｏｐｕｌａｒｉｔｙｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｇａｓｅｘｔｒａｃ￣ｔｉｏｎｉｎｄｕｓｔｒｙꎬａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｓｅｐｕｍｐｓｈｅｌｐｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈａｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｆｏｒｗａｒｄｄｅｓｉｇｎｏｆｐｕｍｐｈｅａｄｓꎬｗｈｉｃｈｉｓｏｆｇｒｅａｔｖａｌｕｅｔｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈ￣ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｕｍｐｈｅａｄｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｍｏｔｉｏｎｏｆｎａｔｕｒａｌｇａｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ.Ｂｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇａｎｉｎｔｅｒｎａｌｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍｗｉｔｈｗｉｄｅｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎꎬｔｅｓｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍ￣ｐｅｒａｔｕｒｅꎬｐｒｅｓｓｕｒｅꎬｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｐｕｍｐｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄꎬａｎｄｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｐｕｍｐｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ.Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎꎬｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｐｕｍｐｈｅａｄｗａｓｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄꎬｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｕｐｅｒｉｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｉｓｔｙｐｅｏｆｐｕｍｐｈｅａｄ.Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｎｄ￣ｉｎｇｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔꎬｉｎｔｈｅｃｏｎｔｅｘｔｏｆｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗꎬｔｈｅｇａｓｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｉｎｔｈｅｐｕｍｐ ｓｃｙｌｉｎｄｅｒ０２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械ＣＨＩＮＡＰＥＴＲＯＬＥＵＭＭＡＣＨＩＮＥＲＹ㊀２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期∗基金项目:中国石油化工集团有限公司重点实验室项目 偏心转子油气混输泵技术研究 (ＪＫＬ２０００７)ꎮｔｅｎｄｓｔｏｗａｒｄｓｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎꎬａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｗｉｔｈｉｎｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｃｈａｍｂｅｒｒｅｍａｉｎｓｌｉｍｉｔｅｄꎬｍａｉｎ￣ｔａｉｎｉｎｇｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｔａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ５５ħ.Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｐｕｍｐｓａｒｅｕｓｅｄａｓｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｇａｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｆｉｅｌｄꎬｔｈｅｙｐｒｉｍａｒｉｌｙｅｘｈｉｂｉｔｐｕｍｐ￣ｌｉｋｅｗｏｒｋｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ:ｔｈｅａｃｔｕａｌｐｕｍｐｈｅａｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｓｄｉｒｅｃｔｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄａｎｄｉｎｔａｋｅｐｒｅｓｓｕｒｅꎬａｎｄｌｉｎｅａｒｌｙｉｎｖｅｒｓｅｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｉｎｔａｋｅ￣ｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅꎻｔｈｅｐｕｍｐｈｅａｄｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｌｉｎｅａｒｌｙｉｎｖｅｒｓｅｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｉｎｔａｋｅ￣ｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅꎻｔｈｅｐｕｍｐｈｅａｄｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｌｉｎｅａｒｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｉｎｔａｋｅ￣ｅｘ￣ｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅꎬｂｕｔｕｎｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｎｔａｋｅｐｒｅｓｓｕｒｅꎬｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅꎬｔｈｅｍａｇｎｉｔｕｄｅｏｆｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ.Ｎｏｔａｂｌｙꎬｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎａｔｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｐｕｍｐ ｓｏｕｔ￣ｌｅｔｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇｎａｔｕｒａｌｇａｓｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓꎬａｎｄｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎａｔｔｈｅｂｏｏｓｔｅｒｓｋｉｄｉｓａｌｍｏｓｔｅｌｉｍｉｎａｔｅｄꎬｈｉｇｈｌｉｇｈｔｉｎｇｔｈｅｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｈｉｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔ.Ｔｈｅｓｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅ￣ｓｕｌｔｓｍａｙｐｒｏｖｉｄｅｖａｌｕａｂｌｅｉｎｓｉｇｈｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐꎻｑｕａｓｉ￣ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓꎻｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｈａｒａｃ￣ｔｅｒｉｓｔｉｃꎻｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃꎻｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ０㊀引㊀言多相混输在油气田开发中的应用日趋深入ꎬ能够带来显著的经济与社会效益[１]ꎮ目前现场仍以离心泵[２]㊁螺旋轴流泵[３]㊁螺杆泵等常规多相混输泵为主ꎬ由于它们均采用将成熟泵头结构直接引入的方式ꎬ故适用范围有限ꎬ无法满足复杂多变的现场工况ꎮ尤其是对于含气０~１００％全工况混输㊁大入口压力变化范围(６ＭＰａ甚至更高)和频繁出砂井况ꎬ其稳定性差ꎬ故障率高ꎮ因此ꎬ新型油气混输泵头结构的探索㊁开发与推广应用备受关注ꎮ鉴于转子式容积型泵头结构简单㊁工作稳定ꎬ宽含气率混输性能可靠ꎬ且适用压力变化范围大ꎬ国内外相继开发出以同步回转泵[４]㊁摆动转子泵[５]和滚动转子泵为代表的３种新型油气混输泵头体ꎬ正在国内各大气田推广ꎮ同步回转泵体结构由西安交通大学屈宗长教授首先提出ꎬ其团队在完成样机研制的基础上ꎬ针对该型泵头开展了系统性研究ꎬ涵盖整机动力特性与摩擦功耗分析㊁径向间隙与端面间隙对泵头排量影响分析㊁转子端面摩擦建模及其影响因素研究等ꎮ目前ꎬ他们的科研工作主要集中于整机结构的改进和滑板部件的优化设计[６]ꎮ南洋理工大学的ＴＡＮＫ Ｍ 等[７]则基于滑板摩擦受力模型ꎬ对该类泵头结构不断完善ꎬ同时完成了整机性能试验ꎬ并进一步提出一种串联滑板型同步回转结构ꎮ然而由于运动部件过多ꎬ同步回转混输泵的整机摩擦磨损虽然得以减小ꎬ但无法承受高速运转ꎬ导致其实际应用受限ꎮ摆动转子泵的工作原理与摆动转子压缩机机体完全一致ꎬ由于滑板和活塞间连接设计不同ꎬ可衍生出众多变体结构ꎮ虽然在性能试验㊁结构形式创新[８]㊁摩擦损失理论建模[９]㊁动力学特性分析[１０]等方面ꎬ摆动转子压缩机机体已得到广泛研究ꎬ但它在国内作为泵头体进行开发应用仅始于２０１５年前后ꎮ西南石油大学的吉效科[１１]和李洋等[１２]针对某型单缸摆动转子泵分别开展了动力学理论分析和工作腔流场仿真ꎬ并完成了样机试验验证ꎮ然而ꎬ由于采用单缸结构ꎬ该型混输泵主轴阻力矩波动过大ꎬ整机运转稳定性不足ꎬ无法满足当前大排量高负荷的现场需求ꎮ滚动转子泵同样来源于与之对应的滚动转子压缩机ꎮ作为一种常见的制冷和热泵用核心机ꎬ滚动转子压缩机在设计理论[１３]㊁运动学与动力学建模[１４]㊁试验研究和仿真分析[１５]等方面发展成熟ꎬ当前研究主要聚焦于机体结构改进[１６]㊁整机性能提升方法[１７]㊁工作腔泄漏理论模型研究[１８]ꎮ２１世纪初ꎬ基于滚动转子压缩机发展而来的泵和膨胀机[１９]相继被开发并投入使用ꎬ且均展现出良好性能ꎮ滚动转子泵通过摒弃进㊁排气阀门组件ꎬ结构更为简单ꎻ其泵头内部始终以油气混输形式对外输送介质ꎬ不仅适用于传统意义上的油气混合外输ꎬ而且可结合配套工艺直接替代压缩机实现纯天然气增压外输ꎬ在单井携液采气㊁混输增压采气[２０]和负压抽吸采气[２１]方面效果显著ꎬ利于充分挖掘气藏潜力ꎬ对于中后期气井的稳产增产意义重大[２２]ꎮ目前正在川西新场气田㊁鄂尔多斯大牛地气田等地进行大力推广ꎮ与其余２种新型混输泵相比ꎬ滚动转子泵关键部件之间的接触和连接方式最为简单ꎬ设备故障率１２１２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期张志广ꎬ等:滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究㊀㊀㊀大幅降低ꎬ整机运转可靠性得到有力保障ꎬ不仅可以保持长期高效作业ꎬ而且排量提升(含转速提升)的限制因素减少ꎬ因此更具发展潜力ꎬ市场前景也更为广阔ꎮ滚动转子泵的基本结构虽然与滚动转子压缩机相同ꎬ但由于尺度㊁工质物性㊁实际工况及工作环境的改变ꎬ其动力学特性㊁内部流动特性和工作特性与后者完全不同ꎮ然而ꎬ目前未见与之相关的文献发表ꎮ对其工作特性等客观规律认识的不足ꎬ使得满足大排量㊁高压差需求的高性能泵头研发步伐严重受阻ꎬ极大限制了产品发展和更新迭代速度ꎮ通过开展滚动转子式油气混输泵试验研究ꎬ揭示泵头真实工作特性ꎬ掌握泵头工作机制ꎬ能够为高性能泵头研发提供有力技术支撑ꎬ对于服务天然气田全生命周期高效开发意义重大ꎮ本文阐明了滚动转子泵工作原理ꎬ并匹配泵头增压开采工艺ꎬ完成了高稳定性高精度内循环试验平台搭建ꎻ同时通过开展泵头出口温度㊁压力㊁排量和电机功率等性能参数测试试验ꎬ完成了泵头温升特性㊁排量特性㊁压力脉动特性和功耗特性分析ꎬ揭示了该型泵头典型工作特征ꎬ证明了其性能优越性ꎮ１㊀滚动转子式油气混输泵增压工艺图２㊀滚动转子式油气混输泵井口增压工艺流程Ｆｉｇ ２㊀Ｗｅｌｌｈｅａｄｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐ１ １㊀滚动转子式油气混输泵结构原理滚动转子式油气混输泵主体结构由主轴㊁组合偏心转子系统㊁滚动活塞㊁缸体和闸阀构成ꎬ如图１所示ꎮ当主轴匀速旋转时ꎬ在偏心滚动活塞和上下往复运动闸阀的联合作用下ꎬ它们与缸体间形成的工作腔发生周期性变化ꎬ实现工质循环输送ꎮ由于泵头不含进㊁排气阀门ꎬ整机结构简单㊁运行稳定ꎬ基本可实现任意气液比油气混输ꎮ特别是其组合偏心转子系统采用了全滚动轴承结构ꎬ一方面使闸阀与滚动活塞间摩擦磨损得以控制ꎬ闸阀寿命得到延长ꎻ另一方面使主轴与滚动活塞直接接触带来的摩擦磨损几乎被消除ꎬ从而有效提升了整机能效ꎮ此外ꎬ滚动转子式油气混输泵采用了双缸结构ꎬ直接避免了单缸结构中主轴阻力矩波动过大的缺陷ꎮ图１㊀滚动转子式油气混输泵结构原理示意图Ｆｉｇ １㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｅｄ￣ｆｌｏｗｐｕｍｐ１ ２㊀滚动转子式油气混输泵地面工艺滚动转子式油气混输泵作为核心装备可广泛应用于各个领域ꎬ特别是在以单井增压采气和排液采气为代表的天然气稳产㊁增产方面取得了显著成效ꎮ基于该新型泵头的天然气地面工艺流程如图２所示ꎮ具体为:井口来气首先经前置气液分离器完成与井下携液的分离ꎬ然后进入滚动转子泵在其工作腔内实现气体增压ꎻ经增压后的天然气随后进入后置油气分离器ꎬ将气体从泵头工作腔带出的润滑油分离出去ꎬ最后进入集输管线ꎬ完成全部增压外输流程ꎮ期间ꎬ在后置油气分离器中被分离出的润滑油ꎬ则会在高压排气压力作用下经空冷器冷却后被再次注入泵体ꎬ实现压差自循环ꎮ为匹配上述增压工艺流程ꎬ采用一体化成橇设计后的滚动转子泵增压橇主要由底座㊁前置气液分２２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期离器㊁主电机㊁滚动转子泵㊁补油泵㊁后置油气分离器㊁空冷器及其配套管路仪表阀门等组成ꎮ２㊀试验台搭建以ＰＸＢＱ６３３０Ｄ型滚动转子泵增压橇为试验对象ꎬ通过搭建能够覆盖其典型工况的试验平台ꎬ完成泵头性能测试试验ꎬ揭示滚动转子式油气混输泵真实工作特性ꎮ２ １㊀试验方案滚动转子泵增压橇包含了完整的动力系统㊁润滑系统㊁泵油系统㊁冷却系统㊁管路系统和控制系统ꎬ只需设备通电并接入气源即可正常工作ꎬ据此搭建泵头性能测试平台如图３所示ꎮ图３中的泵头出口背压阀用于调整排气压力ꎬ减压阀直接将经偏心泵增压后的高压气减压至泵头进口设计压力ꎬ储气罐则进一步对泵头进气予以缓冲稳压ꎮ此时ꎬ增压橇㊁背压阀㊁减压阀与储气罐构成了一个完整内循环系统ꎬ外置空压机则会在管路泄漏造成一定气量损失时进行适时补气ꎬ保证了试验平台的运行可靠性ꎮ图３㊀ＰＸＢＱ６３３０Ｄ型滚动转子泵增压橇试验平台方案设计Ｆｉｇ ３㊀ＳｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｂｏｏｓｔｅｒｓｋｉｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＰＸＢＱ６３３０Ｄｒｏｌｌｉｎｇｒｏｔｏｒｐｕｍｐ２ ２㊀设备介绍与参数说明ＰＸＢＱ６３３０Ｄ型滚动转子泵增压橇主要技术参数见表１ꎮ因进气压力范围大ꎬ泵头排量和脉动特性分析尤为重要ꎬ试验过程中各温度㊁压力测点设置在泵头进㊁出口以及后置油气分离器出口ꎮ泵头性能测试过程中ꎬ温度测量采用ＬＥＤ一体式温度变送器ꎬ量程－５０~１５０ħꎬ精度０ ２％ＦＳꎮ低频压力测量采用常规压力变送器ꎬ型号为ＨｏｓｓｗｉｌｌＨＣＰ４００ꎬ量程０~１０ＭＰａꎬ精度０ ５％ＦＳꎬ采样频率６００Ｈｚꎮ高频压力测量则采用了高频数采与动态压力传感器ꎬ其中高频数采型号为ＨＢＭＱｕａｎｔｕｍＸ－ＭＸ８４０Ｂꎬ共８通道ꎬ２４位分辨率ꎬ最高采样频率４０ｋＳ/ｓꎮ动态压力传感器型号为ＵＮＩＫ５０００ꎬ量程０~１０ＭＰａꎬ精度ʃ０ ２％ＦＳꎬ频响３ ５ｋＨｚꎬ实际试验所采用的采样频率为１２００Ｈｚꎮ表１㊀ＰＸＢＱ６３３０Ｄ型滚动转子泵增压橇技术参数Ｔａｂｌｅ１㊀Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｂｏｏｓｔｅｒｓｋｉｄｆｏｒ３㊀试验结果分析３ １㊀泵头温升特性滚动转子式油气混输泵配置了压差循环自润滑系统ꎬ并利用多通道润滑设计ꎬ基本达到了与缸内喷油相同的冷却效果ꎬ使腔内工质增压成为一种准等温压缩过程ꎮ试验结果表明ꎬ在不同进出口压差和转速工况下ꎬ空冷器只需间歇启停ꎬ即可使泵头排气温度持续维持在５５ħ以下ꎬ从而为泵头长期稳定运转提供有力保证ꎮ显然ꎬ滚动转子混输泵的小温升工作特性较往复式天然气压缩机(出口温度普遍高于１００ħ)体现出显著优势ꎮ３ ２㊀泵头排量特性滚动转子泵的工作排量ＱＶ(ｍ３/ｈ)可表示为:ＱＶ＝６０Ｖｓｎｐ１ｐ０æèçöø÷ηＶ(１)式中:Ｖｓ表示泵头工作腔最大可用容积ꎬｍ３ꎻｎ表示主轴转速ꎬｒ/ｍｉｎꎻｐ１表示入口绝对压力ꎬＭＰａꎻｐ０表示标准大气压ꎬ取０ １ＭＰａꎻηＶ表示泵头容积效率ꎬ可以是任意结构参数与工作参数的组合函数ꎬ但主要受泵头工作参数(转速㊁进气压力㊁进出口压差等)影响ꎮ根据ＰＸＢＱ６３３０Ｄ型泵头结构参数ꎬ上式可简化为:ＱＶ＝０ ６５ｎｐ１ηＶ(２)㊀㊀泵头排量性能测试的主要目标便是揭示排量ＱＶ和容积效率ηＶ的统计规律ꎬ建立泵头排量预测机制ꎮ３ ２ １㊀转速影响滚动转子式混输泵以变频电机作为动力来源ꎬ在来气压力不变的条件下ꎬ可通过增大电机转速直接提升整机排量ꎮ给定进气压力１ ０ＭＰａꎬ试验获得不同进排气压差下泵头排量随主轴转速变化关３２１ ２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期张志广ꎬ等:滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究㊀㊀㊀系ꎬ如图４所示ꎮ由图４可知:随主轴转速增大ꎬ泵头排量均不断增长ꎻ进一步作出二者线性拟合曲线可知ꎬ各曲线几乎均与ｙ轴交于零点ꎬ故可认为泵头排量ＱＶ与转速呈正比ꎬ但增长比例与进㊁排气压力有关ꎮ图４㊀泵头排量随转速变化关系(进气压力１ ０ＭＰａ)Ｆｉｇ ４㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｕｍｐｈｅａｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄ(ｗｉｔｈｉｎｔａｋｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆ１ ０ＭＰａ)同时注意到ꎬ上述泵头排量与转速成正比的结论从侧面表明ꎬ滚动转子泵的工作腔容积效率ηＶ基本不受转速影响ꎮ３ ２ ２㊀进气压力影响保持来气温度不变ꎬ进气压力的增长意味着单位容积内工质质量流量的增长ꎮ给定主轴转速５００ｒ/ｍｉｎꎬ试验获得不同进排气压差下泵头排量随进气压力变化关系及其线性拟合曲线ꎬ如图５所示ꎮ由图５可知ꎬ与主轴转速影响规律类似ꎬ泵头排量ＱＶ随进气压力同样呈正比例放大关系ꎬ但放大比例由压差决定ꎬ故工作腔容积效率ηＶ基本与进气压力无关ꎮ图５㊀泵头排量随进气压力变化关系(转速５００ｒ/ｍｉｎ)Ｆｉｇ ５㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｕｍｐｈｅａｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｉｎｔａｋｅｐｒｅｓｓｕｒｅ(ｗｉｔｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｏｆ５００ｒ/ｍｉｎ)３ ２ ３㊀进排气压差影响滚动转子泵以油气混输的形式工作ꎬ工作腔内的润滑油与气体工质(如天然气)混合后共同参与增压热力过程ꎬ可同时起到润滑㊁冷却和密封作用ꎬ能够使增压后的气体温升得以控制ꎬ基本实现等温压缩ꎮ此外ꎬ由于泵头不含排气阀门ꎬ压缩腔内实际发生的更多是一种大容积高压气体与小容积低压气体瞬时掺混增压过程ꎬ故滚动转子泵虽然可作为压缩机用于气体增压ꎬ但采用的是泵类设计方法ꎬ体现出的更多是泵的工作特性ꎮ因此ꎬ进排气压差对该型泵的排量影响更为显著ꎬ而进排气压比的影响则相对微弱ꎬ并无明显规律ꎮ给定主轴转速５００ｒ/ｍｉｎꎬ试验获得不同进气压力下泵头排量随进排气压差的变化关系及其线性拟合曲线ꎬ如图６所示ꎮ图６中各曲线表明ꎬ对任意进气压力ꎬ泵头排量ＱＶ均会随进排气压差的增大而逐渐下降ꎬ且下降斜率保持不变ꎬ二者基本呈线性负相关关系ꎮ图６㊀泵头排量随进排气压差变化关系(转速５００ｒ/ｍｉｎ)Ｆｉｇ ６㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｕｍｐｈｅａｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｉｎｔａｋｅ￣ｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ(ｗｉｔｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｏｆ５００ｒ/ｍｉｎ)图７㊀泵头容积效率随进排气压差变化关系(转速５００ｒ/ｍｉｎ)Ｆｉｇ ７㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｕｍｐｈｅａｄｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｉｎｔａｋｅ￣ｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ(ｗｉｔｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｏｆ５００ｒ/ｍｉｎ)根据式(２)和以上试验结果ꎬ得到不同进气压力下泵头容积效率ηＶ随进排气压差的变化关系及其线性拟合曲线ꎬ如图７所示ꎮ由图７可知ꎬ泵头容积效率ηＶ与进气压力无关ꎬ仅由进排气压差Δｐ决定ꎬ且为典型的线性负相关关系ꎮ４２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期３ ３㊀泵头功耗特性如上所述ꎬ滚动转子式油气混输泵呈现出典型泵类工作特性ꎬ泵头消耗功率与进排气压差和工作转速密切相关ꎬ而与外输气体排量(对应进气压力这一参数)无关ꎮ试验过程中ꎬ泵头功耗直接以电机实际消耗电功率予以监测ꎮ给定进气压力１ＭＰａꎬ试验获得不同转速下泵头功耗随进排气压差的变化关系及其线性拟合曲线ꎬ如图８所示ꎮ由图８可知ꎬ对任意转速ꎬ泵头功耗Ｐｅ均会随进排气压差的增大而逐渐上升ꎬ且上升斜率保持不变ꎬ二者基本呈线性正相关关系ꎮ图８㊀泵头功耗随进排气压差变化关系(进气压力１ＭＰａ)Ｆｉｇ ８㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｕｍｐｈｅａｄｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｉｎｔａｋｅ￣ｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ(ｗｉｔｈｉｎｔａｋｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆ１ＭＰａ)㊀㊀进一步分析各曲线变化规律可知ꎬ在相同压差下ꎬ泵头功耗并未随转速的增大而成比例放大ꎮ分析其原因为ꎬ主轴转速提升后ꎬ泵头运转不稳定性增大ꎬ导致各相对运动部位摩擦因数变大ꎬ故摩擦功耗上升ꎬ整机功耗相对转速增长也更快ꎮ３ ４㊀泵头进㊁出口压力脉动特性３ ４ １㊀泵头进口压力变化特性增压橇中的前置气液分离器虽然可使滚动转子泵的进口压力稳定性得以保证ꎬ但由于不含进气阀门ꎬ受泵头工作腔周期性容积变化影响ꎬ其进口压力将不可避免出现微弱波动ꎮ以采样时间１ｓ为例ꎬ试验获得不同转速下泵头进口压力时域变化曲线ꎬ如图９所示ꎮ由图９可知ꎬ泵头转速越高ꎬ进口压力波动愈密集ꎬ压力脉动峰峰值愈小ꎮ最小转速(３００ｒ/ｍｉｎ)时ꎬ滚动转子泵进口压力脉动峰峰值最大ꎬ但仍不足０ ００４ＭＰａꎬ相对压力平均值的占比在０ ８％以下ꎮ对上述时域曲线进行滤波和快速傅里叶变换(ＦＦＴ)ꎬ得到不同转速下泵头进口压力频谱分布ꎬ如图１０所示ꎮ由图１０可知:进口压力脉动幅值均集中于基频ꎬ即主轴转速的２倍(双缸结构)ꎻ随主轴转速的增大ꎬ基频脉动幅值逐渐降低ꎬ各倍频对应的幅值逐渐增加ꎬ表明压力脉动向高阶频率的分布缓慢增多ꎮ图９㊀不同转速下泵头进口压力时域变化曲线Ｆｉｇ ９㊀Ｔｉｍｅ￣ｄｏｍａｉｎＶａｒｉａｔｉｏｎＣｕｒｖｅｏｆＰｕｍｐＨｅａｄＩｎｌｅｔＰｒｅｓｓｕｒｅａｔＤｉｆｆｅｒｅｎｔＲｏｔａｔｉｏｎａｌＳｐｅｅｄｓ５２１ ２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期张志广ꎬ等:滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究㊀㊀㊀图１０㊀不同转速下泵头进口压力频谱分析Ｆｉｇ １０㊀ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｐｅｃｔｒｕｍＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｕｍｐＨｅａｄＩｎｌｅｔＰｒｅｓｓｕｒｅａｔＤｉｆｆｅｒｅｎｔＲｏｔａｔｉｏｎａｌＳｐｅｅｄｓ３ ４ ２㊀泵头出口压力变化特性滚动转子泵不含排气阀门ꎬ使得工作腔周期性容积变化对泵头出口压力脉动的影响有限ꎮ同样以采样时间１ｓ为例ꎬ试验测得不同转速下泵头出口压力时域变化曲线ꎬ如图１１所示ꎮ由图１１可以看出ꎬ泵头出口压力脉动较进口压力脉动显著增强ꎬ且随转速增大ꎬ脉动峰峰值不断上升ꎮ此外ꎬ由图１１还可以看出转速越高ꎬ泵头２个缸内压力输出的不同步性愈明显ꎮ如在３００ｒ/ｍｉｎ转速下ꎬ出口压力曲线呈现出典型的单周期双峰值特征ꎬ这在一定程度上抑制了压力脉动的程度ꎮ图１１㊀不同转速下泵头出口压力时域变化曲线Ｆｉｇ １１㊀Ｔｉｍｅ￣ｄｏｍａｉｎｖａｒｉａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｐｕｍｐｈｅａｄｏｕｔｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ㊀㊀经数据处理后ꎬ不同转速下的出口压力频谱如图１２所示ꎮ图１２中各频谱基频同样均为主轴转速的２倍ꎬ且出口压力脉动特性与转速密切相关ꎮ低转速下(如３００ｒ/ｍｉｎ)的压力脉动主要集中于基频和双倍频ꎬ且脉动幅值较高转速时显著减小ꎬ这与时域曲线分析结果完全一致ꎮ而高转速下的压力脉动则仅集中于基频ꎬ且其基频脉动幅值随转速增大而增大ꎬ但增长幅度会逐渐降低ꎬ如图１３所示ꎮ对于６００ｒ/ｍｉｎ转速ꎬ即使不加任何措施ꎬ滚动转子泵出口压力的基频脉动幅值仅占到平均值的２％左右ꎬ显著优于当前气田二次增压广泛使用的往复式天然气压缩机ꎮ６２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期图１２㊀不同转速下泵头出口压力频谱分析Ｆｉｇ １２㊀Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｕｍｐｈｅａｄｏｕｔｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ图１３㊀主脉动幅值随转速变化曲线Ｆｉｇ １３㊀Ｖａｒｉａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｍａｉｎｐｕｌｓａｔｉｏｎａｍｐｌｉｔｕｄｅｗｉｔｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄ图１４㊀不同转速下增压橇排气压力时域变化曲线Ｆｉｇ １４㊀Ｔｉｍｅ￣ｄｏｍａｉｎｖａｒｉａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｂｏｏｓｔｅｒｓｋｉｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ３ ５㊀橇体外输压力变化特性滚动转子泵增压橇作为一个整体装备ꎬ整橇压力外输特性关系到外输管网的工作稳定性ꎬ是衡量橇装设备的重要指标ꎮ不同转速下的橇体出口压力测试结果如图１４所示ꎮ由图１４可知ꎬ其脉动峰峰值随转速变化无明显规律ꎬ始终维持０ ００３ＭＰａ左右ꎬ仅为平均压力的０ ４５％ꎮ这一结果表明ꎬ泵头排出气体经后置油气分离器后ꎬ压力脉动得以缓冲ꎬ基本达到消除状态ꎮ７２１ ２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期张志广ꎬ等:滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究㊀㊀㊀进一步分析增压橇出口压力频谱(见图１５)可知ꎬ其主频分布无明显规律ꎬ脉动幅值主要集中于泵头基频和５０Ｈｚ附近ꎬ表明橇体出口压力脉动除受主轴转速影响外ꎬ还与增压橇外输管路密切相关ꎮ但各阶脉动幅值与平均出口压力相比ꎬ基本可忽略不计ꎮ综上ꎬ滚动转子式油气混输泵自身气流脉动微弱ꎬ合理的橇装设计使之得到进一步削减ꎬ使得整橇外输气体的压力脉动基本被完全抑制ꎬ这与往复压缩机增压橇相比体现出重大性能优势ꎮ图１５㊀不同转速下增压橇排气压力频谱分析Ｆｉｇ １５㊀Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｂｏｏｓｔｅｒｓｋｉｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ４㊀结㊀论作为一种新型多相混输泵ꎬ滚动转子泵理论分析匮乏ꎬ通过开展泵头性能试验充分研究泵头特性ꎬ能够为高性能泵头研发提供坚实技术支撑ꎬ对于推动我国天然气高效开发具有重大意义ꎮ本文基于滚动转子式油气混输泵地面工艺ꎬ针对某型滚动转子泵增压橇搭建了高稳定性内循环试验平台ꎬ完成了泵头温度㊁压力㊁排量和功耗测试ꎬ揭示了滚动转子式油气混输泵典型工作特性ꎮ(１)泵头始终以油气混输形式工作ꎬ工作腔内润滑油同时起到冷却和密封作用ꎬ使工质增压成为一种准等温压缩过程ꎬ增压后的气体温升被有效控制ꎬ出口温度维持在５５ħ左右ꎮ(２)虽然能够以压缩机的形式工作ꎬ但滚动转子式油气混输泵更多地体现了泵的工作属性ꎮ其实际排量与转速和进气压力均呈正比ꎬ与进排气压差线性负相关ꎻ泵头工作腔容积效率则仅与进排气压差有关ꎬ且为线性负相关关系ꎮ(３)泵头功耗与进排气压差线性正相关ꎬ但与泵头实际排量(或进气压力)无关ꎻ转速增大后ꎬ泵头功耗随之增大ꎬ且增幅逐渐变大ꎮ(４)泵头进出口均出现一定的压力脉动ꎬ且出口脉动效应相对更为显著ꎬ二者基频均为２倍转速ꎻ出口压力脉动峰峰值及各阶脉动幅值均会随主轴转速的增大而上升ꎬ但远低于往复式天然气压缩机ꎮ滚动转子泵增压橇外输气体的压力脉动则基本被消除ꎬ体现出了重大设备优势ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]㊀ＯＬＳＯＮＳ.Ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅｐｕｍｐｉｎｇｆｏｒｏｉｌａｎｄｇａｓｉｎｄｕｓｔｒｙ[Ｊ].ＯｉｌｆｉｅｌｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｇａｚｉｎｅꎬ２０１７(４):２１－２３.[２]㊀ＳＨＡＯＣＬꎬＬＩＣＱꎬＺＨＯＵＪＦ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａ￣ｔｉｏｎｏｆｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｓａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｃｅｎ￣ｔｒｉｆｕｇａｌｐｕｍｐｔｈａｔｔｒａｎｓｐｏｒｔｓｇａｓ￣ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ￣ｐｈａｓｅｍｉｘ￣ｔｕｒｅｓ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅａｔａｎｄＦｌｕｉｄＦｌｏｗꎬ２０１８ꎬ７１:４６０－４６９.[３]㊀ＺＨＡＮＧＷＷꎬＹＵＺＹꎬＬＩＹＪ.Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｌｏｗａｎｄｐｈａｓｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎａｇａｓ￣ｌｉｑｕｉｄｔｗｏ￣ｐｈａｓｅｐｕｍｐ[Ｊ].Ｏｉｌ＆ＧａｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ￣Ｒｅｖ.ＩＦＰＥｎｅｒｇｉｅｓＮｏｕｖｅｌｌｅｓꎬ２０１８ꎬ７３:６９.[４]㊀刘岳龙ꎬ刘玉祥ꎬ隋冬梅ꎬ等.同步回转泵降压排水采气工艺应用及改进[Ｊ].石油机械ꎬ２０１７ꎬ４５(６):６７－７１.ＬＩＵＹＬꎬＬＩＵＹＸꎬＳＵＩＤＭꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｄｒａｉｎａｇｅｇａｓｒｅｃｏｖｅｒｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｕｓｉｎｇｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｏｔａｒｙｐｕｍｐ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍＭａｃｈｉｎｅｒｙꎬ２０１７ꎬ ８２１ ㊀㊀㊀石㊀油㊀机㊀械２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期４５(６):６７－７１.[５]㊀吉效科.偏心转子油气混输泵的研制与应用[Ｊ].内蒙古石油化工ꎬ２０１６ꎬ４２(９):１４－１６.ＪＩＸＫ.Ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｒｏｔｏｒｏｉｌ￣ｇａｓｍｉｘｔｕｒｅｐｕｍｐｄｅｖｅｌｏｐ￣ｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ[Ｊ].ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉ￣ｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２０１６ꎬ４２(９):１４－１６.[６]㊀ＹＡＮＧＸꎬＱＵＺＣ.Ｓｕｃｔｉｏｎｐｏｒｔｄｅｓｉｇｎｆｏｒａｓｙｎｃｈｒｏｎａｌｒｏｔａｒｙｍｕｌｔｉｐｈａｓｅｐｕｍｐ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩｎｓｔｉｔｕ￣ｔｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓꎬＰａｒｔＥ:ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｒｏｃｅｓｓＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ２３２(１):１２７－１３２.[７]㊀ＴＡＮＫＭꎬＯＯＩＫＴ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｆｉｘｅｄ￣ｖａｎｅｒｅｖｏｌｖｉｎｇｖａｎｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１４ꎬ６２(１):２０７－２１４.[８]㊀ＳＨＩＮＭＳꎬＮＡＳＫꎬＣＨＯＩＧＭ.Ａｎｏｖｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｔｙｐｅｒｏｔａｒｙｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ[Ｃ]ʊ２４ｔｈＩｎｔｅｒ￣ｎａｔｉｏｎａｌＣｏｍｐｒｅｓｓｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ.ＷｅｓｔＬａｆａ￣ｙｅｔｔｅꎬＩＮ:Ｐｕｒｄｕｅｅ￣Ｐｕｂｓꎬ２０１８:Ｐａｐｅｒ２５９５. [９]㊀ＭＡＪＪꎬＣＨＥＮＸꎬＱＵＺＣ.Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆａｓｗｉｎｇｖａｎｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＥｎｅｒｇｙꎬ２０１９ꎬ１３(４):７６４－７６９.[１０]㊀ＨＥＺＬꎬＹＡＮＧＸＺꎬＬＩＤＴꎬｅｔａｌ.Ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃ￣ｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｓｗｉｎｇｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｆｏｒａｎａｉｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｒｅｓｓｕｒｅｓ[Ｊ].Ｉｎｔｅｒｎａ￣ｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎꎬ２０２０ꎬ１１２:１２５－１３５. [１１]㊀吉效科ꎬ梁政.偏心摆动油气混输泵的动力特性研究[Ｊ].中国机械工程ꎬ２０１６ꎬ２７(２１):２８９０－２８９４ꎬ２９０１.ＪＩＸＫꎬＬＩＡＮＧＺ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｎｅｃｃｅｎｔｒｉｃｓｗｉｎｇｍｕｌｔｉｐｈａｓｅｐｕｍｐ[Ｊ].ＣｈｉｎａＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１６ꎬ２７(２１):２８９０－２８９４ꎬ２９０１.[１２]㊀李洋.偏心回转油气混输泵内部流场的数值模拟及优化设计[Ｄ].成都:西南石油大学ꎬ２０１６.ＬＩＹ.Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎｅｃｃｅｎｔｒｉｃｒｏｔａｒｙｏｉｌｇａｓｍｉｘｅｄｔｒａｎｓｐｏｒｔｐｕｍｐ[Ｄ].Ｃｈｅｎｇｄｕ:ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１６.[１３]㊀ＸＵＪꎬＹＵＢꎬＹＡＮＧＯＸꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｏｔｉｏｎａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎｏｆｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｉｎｒｏｔａｒｙｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ[Ｊ].ＩＯＰＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＳｅｒｉｅｓ:ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０２１ꎬ１１８０(１):０１２０４７.[１４]㊀ＳＵＬＴＡＮＩＡꎬＳＵＬＴＡＮＴＨ.Ｐｏｓｉｔｉｖｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｍａｃｈｉｎｅｓ:ｍｏｄｅｒｎｄｅｓｉｇｎｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓａｎｄｔｏｏｌｓ[Ｍ].Ｌｏｎｄｏｎ:ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓꎬ２０１９:２６３－２８９. [１５]㊀ＨＳＵＬＣꎬＷＯＮＧＧＷꎬＬＵＰＪꎬｅｔａｌ.Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍ￣ｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｆｌｏｗｏｆｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｔｙｐｅｏｆｒｏｔａｒｙｃｏｍｐｒｅｓ￣ｓｏｒ[Ｊ].Ｅｎｅｒｇｉｅｓꎬ２０２０ꎬ１３(１０):２５２６. [１６]㊀ＦＡＲＫＡＳＢꎬＳＵＤＡＪＭ.Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｏｒｐｈｅｄｎｏｎ￣ｌｉｎｅａｒｐｈａｓｅｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓｆｏｒｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩｎｓｔｉ￣ｔｕｔｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓꎬＰａｒｔＡ:ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＥｎｅｒｇｙꎬ２０２０ꎬ２３４(３):３３２－３４１. [１７]㊀ＦＡＲＫＡＳＢꎬＳＵＤＡＪＭ.Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｎｏ￣ｖｅｌｏｉｌ￣ｆｒｅｅｒｏｔａｒｙｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓꎬＰａｒｔＡ:ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＥｎｅｒｇｙꎬ２０１８ꎬ２３２(７):８７０－８８７. [１８]㊀王寿川ꎬ张欢ꎬ徐进兵ꎬ等.基于均质两相流的滚动转子压缩机径向泄漏预测模型[Ｊ].制冷ꎬ２０１９ꎬ３８(３):４５－５０.ＷＡＮＧＳＣꎬＺＨＡＮＧＨꎬＸＵＪＢꎬｅｔａｌ.Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｌｅａｋａｇｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｆｏｒｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎａｔｗｏ￣ｐｈａｓｅｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｍｏｄｅｌ[Ｊ].Ｒｅｆｒｉｇｅｒａ￣ｔｉｏｎꎬ２０１９ꎬ３８(３):４５－５０.[１９]㊀ＧＩＵＦＦＲＩＤＡＡꎬＶＡＬＥＮＴＩＧꎬＰＡＬＡＭＩＮＩＤꎬｅｔａｌ.Ｏｎｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｎｏｖｅｌｂａｌａｎｃｅｄｒｏｌｌｉｎｇｐｉｓｔｏｎｅｘｐａｎｄｅｒ[Ｊ].ＣａｓｅＳｔｕｄｉｅｓｉｎＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ１２:３８－４６.[２０]㊀仲耀龙ꎬ姚志光ꎬ高海军ꎬ等.混输增压技术在见水气井中的应用与效果评价[Ｊ].中国石油和化工标准与质量ꎬ２０２０ꎬ４０(２４):６－８.ＺＨＯＮＧＹＬꎬＹＡＯＺＧꎬＧＡＯＨＪꎬｅｔａｌ.Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｅｆｆｅｃｔｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｍｉｘｅｄｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｂｏｏｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｗａｔｅｒｇａｓｗｅｌｌｓ[Ｊ].ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＳｔａｎｄａｒｄａｎｄＱｕａｌｉｔｙꎬ２０２０ꎬ４０(２４):６－８.[２１]㊀刘融.抽吸与气举排水采气工艺方法研究[Ｄ].大庆:东北石油大学ꎬ２０２２.ＬＩＵＲ.Ｓｔｕｄｙｏｎｇａｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｕｃｔｉｏｎａｎｄｇａｓｌｉｆｔｄｒａｉｎａｇｅ[Ｄ].Ｄａｑｉｎｇ:ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅ￣ｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０２２.[２２]㊀宁梅ꎬ郝冠中ꎬ刘洋ꎬ等.天然气气井井口增压开采工艺评价[Ｊ].石油化工应用ꎬ２０２０ꎬ３９(１０):７２－７４.ＮＩＮＧＭꎬＨＡＯＧＺꎬＬＩＵＹꎬｅｔａｌ.Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｂｏｏｓ￣ｔｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｔｗｅｌｌｈｅａｄｏｆｎａｔｕｒａｌｇａｓｗｅｌｌｓ[Ｊ].ＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２０２０ꎬ３９(１０):７２－７４.㊀㊀第一作者简介:张志广ꎬ工程师ꎬ生于１９８８年ꎬ２０１９年毕业于南京航空航天大学航空宇航推进理论与工程专业ꎬ获博士学位ꎬ现从事能源动力系统的流动与传热调控方法研究和新型石油天然气开发装备的研发工作ꎮ地址: (４３０２２３)湖北省武汉市ꎮ电话:(０２７)５２３０７６４５ꎮｅｍａｉｌ:ｓｈｄｚｚｇ＠１６３.ｃｏｍꎮ通信作者:潘灵永ꎬｅｍａｉｌ:ｐａｎｌｙ ｏｓｅｔ＠ｓｉｎｏｐｅｃ ｃｏｍꎮ㊀收稿日期:２０２３－０７－２３(本文编辑㊀刘㊀锋)９２１２０２３年㊀第５１卷㊀第１２期张志广ꎬ等:滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究㊀㊀㊀。

静音气泵研究报告1. 前言静音气泵是一种近年来新兴的气动设备，其以其特殊的噪音低、工作稳定等优势，逐渐成为一些高端的工业制造生产线上不可缺少的设备之一。

在这篇文章中，我将介绍静音气泵的研究进展、优势和应用领域。

2. 静音气泵原理及设计静音气泵是将压缩空气转换为机械能，通过动态密封将气体向外排放的设备。

其具有噪音低、维护成本低，使用寿命长等优点，通常由电机、齿轮泵、气管和压缩室等组成。

其中，齿轮泵是一种高效、可靠的泵，具有耐久性强、密封性好等特点。

在设计静音气泵时，需要考虑到如何减少噪音的产生。

这可以通过增加垫板或增加密封数量来实现。

此外，还可以通过优化泵的设计，减少气体湍流，降低压力损失，从而改变泵的共振频率和噪音频率，从而达到减少噪音的目的。

3. 静音气泵优势与普通气泵相比，静音气泵有以下优势:1. 噪音低：通常情况下，噪音水平只有50分贝左右，可以大大改善工作环境。

2. 工作稳定：静音气泵采用泵头直接压缩气体的方式，不需要传统气泵缸盖中的活塞和配合间隙，因此工作稳定，工作寿命更长。

3. 能耗低：静音气泵能在低转速下达到相同的大气排放压力，因此能耗更低。

4. 维护简单：静音气泵没有复杂的内部机构，维护非常简单，减少了维护工作的难度和成本。

4. 静音气泵应用领域静音气泵在工业、生物医学、化学、电子、汽车、石油等领域都有广泛的应用。

在高质量要求的医疗器械中，静音气泵可以应用于氧气气体的传送和输送，以及吸气泵等方面。

在电子、汽车等领域中，静音气泵可以用于马达推力装置、硅片晶圆清洗、并用于空调、发动机内部的滤清器、联合轴上的开关、制动器等方面。

总之，静音气泵具有噪音低、工作稳定、能耗低和维护简单等优点，被广泛应用于多个领域，它将会在未来的各个领域中具有更为广泛的应用前景。

气提泵工作原理
气提泵是一种利用压缩空气来提升液体的设备，广泛应用于石油、化工、冶金等行业。

其工作原理是利用压缩空气的能量将液体从低压区
域提升到高压区域。

气提泵主要由压缩机、液体储罐、气液分离器、气提泵本体、控制系
统等组成。

当压缩机将空气压缩到一定压力后，将其送入气液分离器中，通过分离器将液体和气体分离开来。

液体被送入气提泵本体中，
随着气体的压缩，液体的压力也随之增加。

当液体压力达到一定值时，液体被排出到高压区域。

气提泵的工作原理可以分为两个阶段：压缩阶段和排液阶段。

在压缩
阶段，压缩机将空气压缩到一定压力，然后将其送入气液分离器中。

在气液分离器中，液体被分离出来，然后被送入气提泵本体中。

在气
提泵本体中，液体随着气体的压缩而压力逐渐增加。

在排液阶段，当
液体压力达到一定值时，液体被排出到高压区域。

气提泵的优点是具有较高的压力和流量，能够适应不同的工作环境。

同时，气提泵还具有结构简单、维护方便、使用寿命长等优点。

但是，气提泵也存在一些缺点，如噪音较大、能耗较高等。

总之，气提泵是一种重要的液体输送设备，其工作原理是利用压缩空
气将液体从低压区域提升到高压区域。

气提泵具有较高的压力和流量，能够适应不同的工作环境，但也存在一些缺点。

在实际应用中，需要
根据具体情况选择合适的气提泵，并进行正确的使用和维护。

气提装置在污水处理站中的应用作者：林进跃来源：《山东工业技术》2015年第12期摘要：浅析气提装置的工作原理，其被广泛应用于污水处理行业中，装置简单维护方便。

通过实例分析，其在企业的污水处理站中不仅解决了一系列的堵塞问题，同时在节能降耗中发挥了较大的优点。

关键词：气提装置；应用；污水处理；节能降耗1 引言目前工业中，气提装置已经被广泛地应用于有毒液体处理、生化反应器设计、核化工和废水处理行业中，特别是废水处理较为普遍。

它的特点是设备管道结构简单、无传动部件、无维修部件、可靠性好以及效率高[1]。

2 气提装置的原理及特点气提是一个物理过程，它的原理就是根据亨利定律，提高一相分压来降低另一相分压来实现。

气提装置，应用在污水行业中用来提升污水或污泥的，又称气提泵，它与日常使用的水泵不同之处是不用消耗电能，而是以高压空气为动力来提升液体或污泥的一种气提装置。

工业生产中常用的气提装置原理如下（如图1气提装置图所示）：当气体被通往提升管底部后，气泡由于浮力作用会上升，并充满整个提升管，管内便是气和水的混合液，管外是污水，管外管内相连通。

提升管内水之所以被提升，一般是按连通管原理来解释的，因为水气溶液的密度小于水（一般上升的水气溶液相对密度为0.25-0.35左右），密度小的液体液面高，在高度为H的水柱压力作用下，根据液体液体平衡的条件，水气溶液便上升至L高度，其等式如下：ρ1H=ρ2L式中：ρ1-污水的密度（kg/m3）；ρ2-提升管内水气溶液的密度；H-淹没深度；L-提升高度+淹没深度，H/L为淹没率。

从式中看出，只要ρ1H>ρ2L，水气溶液就能沿提升管上升至管口而溢出，气泵就能正常工作，将上式移项得：L-H=（ρ1/ρ2-L）H由上式可知，要使水气溶液上升至某高度L-H时，必须有一定的淹没深度H，并需供应一定量的压缩空气，以形成一定的ρ2值。

水气溶液的上升高度L-H越大，其密度ρ2就应越小，需要消耗的气量也越大，而淹没深度也就越大。

泵性能实验报告实验人员：曾骥敏03009427王玺03009423赵佳骏03009430东南大学能源与环境学院2012年6月目录标题页码一实验目的 2 二实验主要内容 2 三实验过程与步骤 2 四实验数据记录与处理 3 五实验思考题 7一、实验目的（1）帮助学生建立对泵及其基础理论知识的感性认识；（2）熟悉离心泵的运行操作；（3）掌握泵主要性能参数的测量，泵性能参数的修正，性能曲线的绘制等；（4）为将来使用泵、进行泵性能研究打下良好的实践基础。

二、实验主要内容（1）泵的一般性能实验－包括在电机工频（50H Z）状态下，泵的流量、扬程、功率、效率、转速的测量、计算与修正，绘制额定转速下的扬程性能曲线、功率性能曲线、效率性能曲线。

（2）泵变速性能实验－通过调节各台泵的变频器，控制泵在不同转速下运行，测试各台泵在不同转速下的性能曲线，绘制泵的通用性能曲线，验证相似定律特例－比例定律的准确性。

（3）管路特性实验－测试各泵调节阀门在一定开度下的总管路特性，绘制相应的管路特性曲线。

（4）泵并联性能实验－测试＃1、2泵并联运行时的性能，绘制泵并联运行性能曲线。

三、实验过程与步骤以下过程在征得指导教师同意后由实验学生进行，如发现问题实验学生应首先及时通报指导教师。

（1）听实验指导教师讲解，熟悉实验现场、设备、表计（重点是实验泵、变频器调节器、调节阀门、参数显示表计）等，记录所实验泵及其电机的铭牌参数。

（2）将＃3、＃4泵的变频器调节旋钮缓慢、顺时针旋转（不可快速旋转到底），使电动机电源频率逐渐增大到50Hz，此时两台泵将以最大出力泵送水流，使泵出口管路、回水管路等快速排气、充水。

一段时间后，当听到水箱有较大水声时，表明水流开始大量回至水箱，再稳定2分钟左右，开始进行工况1测试，各工况参数记录在“实验原始数据记录表格”中。

（3）工况1结束后，将工况1的流量分为5等份，并在“实验原始数据记录表格”中登记后续实验工况（工况2～6）的预调流量。

深海采矿提升泵的数值模拟分析作者：邹伟生卢勇李哲奂来源：《湖南大学学报·自然科学版》2013年第06期摘要：针对深海底矿物粗颗粒浆体在提升泵内的流动问题，提出了一种新型粗颗粒均质浆体两相流动模型.采用流体动力学软件CFX对两级提升泵内的粗颗粒固液两相湍流进行了数值模拟.计算获得了粗颗粒在提升泵内的流动特征及其泵工作特性的仿真结果，并与两级提升泵的性能试验结果进行对比，两者能较好地吻合，从而验证了该两相流动模型和数值模拟的有效性和准确性.关键词：提升泵；两相流；数值模拟；性能预测中图分类号：TH313 文献标识码：A矿产资源是人类赖以生存和发展的物质基础.人类对矿产资源的需求量与日增加，开发海洋矿产资源具有十分重要的意义.以提升泵为关键装备的深海底矿物粗颗粒固液两相流体水力输送系统研发而形成的提升技术是深海矿产资源开发的关键技术之一，因此，对提升泵的研究具有重要的意义.目前德国[1]、日本[2]、中国[3]、国际海洋金属联合组织（IOM）[4]、韩国[5]、印度[6]等国家或国际组织均将提升泵水力管道提升作为其提升方案，但至今为止只有德国KSB公司、日本荏原公司和中国研制加工出深海采矿提升泵.1978年，OMI财团在中太平洋进行的开采试验，使用了德国KSB研制的2台六级潜水提升泵.中国从20世纪90年代开始进行海洋采矿技术的研究，并在“十一五”期间成功研制出深潜硬管提升两级泵.目前需要从理论的角度进一步研究提升泵内粗颗粒固液两相流动机理，为提升泵的宽流道设计提供理论基础，需要进行提升泵的数值仿真和性能预测等基础研究，来解决管道系统提升特性与提升泵工作特性的匹配关系.本文以中国研制的两级提升泵为研究对象，对粗颗粒固液两相流在泵内运动情况进行了CFD数值模拟与分析，得到泵内流体速度、压力、浓度、颗粒轨迹等流场参数的信息，对提升泵的工作特性进行预测，并通过试验结果加以验证.1计算模型应用计算机对水泵内部的流动进行数值模拟，采用CFD预测、计算泵的扬程及效率来检查、预测水力设计的正确性和合理性，为泵的水力设计及其改进提供依据[7].对固液两相流的数值计算大都采用双流体模型，但海底矿物浆体是由固相颗粒（如锰结核、钴结壳、金属硫化物，湿密度为2 100 kg/m3左右）和液相（海水）组成的一种独特的混合两相流体，固相既含有从海底集矿带上来的海底沉积物和集矿机破碎、提升过程矿物粉化、磨损产生的细颗粒，又含有粒径50 mm的粗大颗粒，因此矿物的粒级组成十分宽广，不能将此类浆体视为拟流体处理，故双流体模型不适用于计算.根据海洋采矿提升的实际工艺过程，本文提出了非常适合于海底矿物浆体计算的粗颗粒均质浆体两相流动模型[8]，此模型根据提升速度和矿物粒级组成将颗粒区分为细颗粒和粗颗粒，细颗粒视为拟流体相，与海水形成均质浆体，在欧拉坐标系下研究；粗颗粒视为离散相，以细颗粒与海水形成均质浆体为载体，在拉格朗日坐标下研究粗颗粒的运动.此模型基于单流体模型和颗粒随机轨道模型，进行了适当的优化，使之更加符合海洋采矿海底矿物浆体流的实际情况，得到较为经济而准确的仿真结果.因此粗颗粒均质浆体两相流模型的控制方程与颗粒轨道模型相似.在与叶轮一同转动的直角坐标系下，两相控制方程如下.固体颗粒的运动轨迹通过积分Lagrangian坐标系下颗粒作用力的微分方程来求解.固体颗粒在固液流场中运动时主要受到重力、扰流阻力、附加质量力、压强梯度力、Basset力、Saffman力和Magnus力等作用力.另外，由于流体机械的旋转作用，颗粒运动方程还应该中国“十一五”期间研制的深海采矿提升泵为筒装式整体结构的节段多级泵，其整体结构如图1所示[3].提升泵的叶轮和导叶采用高强度、具有优良抗磨蚀性能及高强度的材料制造，适用于输送强磨蚀、高浓度、大颗粒的矿浆，在最大工作范围内可以多级串联使用.其主要参数为：提升泵作业水深400 m，叶片数为3，导叶数为4.当流量Q=420 m3/h，转速n=1 450 r/min时，单级设计扬程H=40 m，清水效率η=50%～60%.出口直径Dd=200 mm，要求通过最大颗粒粒径Dmax =50 mm，最大通过体积浓度Cv=10%，通过的锰结核的粒径应满足集矿机破碎后锰结核粒级组成.海底矿物的粒级组成如表1所示.海底矿物由中国大洋1号科考船在太平洋克拉利昂克里怕顿断裂带中国多金属结核开辟区拖网采集的天然多金属结核经破碎机破碎后的测量结果.在CFD模拟计算中，锰结核的粒径选取各粒级分布的中间值进行计算.3.1建模及网格划分根据两级提升泵的设计，利用旋转机械造型软件BladeGen生成此提升泵的计算模型，在ANSYS Workbench中对模型进行处理.为了减小计算量，选取其中单流道进行计算，其他部分流场情况可以通过旋转周期性得到.利用旋转机械网格划分工具TurboGrid对流道进行全六面体结构化网格划分，并利用ICEM CFD进行了网格优化，得到最终的网格如图2所示.单级提升泵的网格节点数为154 965，单元数为140 024.两级提升泵网格数加倍.3.2边界条件及计算参数设置由于所选工况固液两相浆体体积浓度小于10%，且固体颗粒粒径满足表1固体颗粒粒级组成，在CFX计算时，选用Particle Transport Solid（固体颗粒运输模型），便于追踪颗粒轨迹，并选用双向耦合计算方法.进口采用压力入口边界，根据该泵在石家庄强大泵业集团泵试验中心试验井的安装位置，入口边界给定绝对压力值为标准大气压加5 m水柱；出口采用流量出口，分别给定均质介质与粗颗粒的流量参数；采用无穿透无滑移的固体壁面条件，近壁区内涡黏性系数采用衰减函数.在与其他流道的面连接处，采用旋转周期性边界条件.叶轮与导叶区域的连接面采用一般连接方式，采用GGI网格连接.提升泵采用多重旋转坐标系.计算采用的清水与细颗粒组成均质浆体的密度和提升流速、提升浓度与矿物粒级组成相关，均质浆体的黏性采用毛细管流变仪实测和爱因斯坦黏性公式计算，粗颗粒相的密度为2 000 kg/m3，叶轮转速为1 450 r/min，工作流量为420 m3/h.3.3计算结果及分析采用CFXPost对计算结果进行处理后得到两级提升泵内流场中心截面速度和流线分布，如图3所示.（a）截面速度（b）流线分布从图3中可以看出内流场中速度及漩涡分布情况.动叶轮区域的流线较为平顺，没有大的漩涡出现，流体在此区域流动稳定无漩涡，叶轮尾部区域流速较快，叶轮的加速作用较好；静导叶工作面尾部区域存在着较为剧烈的漩涡，这是由于导叶区域的泵外盖板对流体的突然转向作用导致漩涡的必然发生.漩涡导致能量耗散，也是振动与水动噪声的主要来源.图4为两级提升泵内流场颗粒轨迹分布图.从图4可以看出，颗粒在提升泵流道内的运动非常复杂.由于颗粒相的密度大于流体相，受到离心力和哥氏力的作用较为明显，从而使颗粒相在相对靠近提升泵外壳附近流域聚积.较小粒径的颗粒在泵内流道运行较为顺利，分布较为均匀，大致沿着叶片工作面运动，没有漩涡及回流现象出现，同时小颗粒粒径的变化对其运动轨迹的影响很小，提升效果较好.较大粒径的颗粒在叶轮区域，出现了跟随转动的现象，由于离心力与重力的作用，在流道中靠近提升泵外壁运动，并发生一定程度的碰撞，故容易在这附近区域形成磨损.个别粗颗粒在叶轮区域有所滞留，提升效果较差，经过较长时间的旋转提升，最终流出提升泵环形流道.在转轮内固液两相流动是分离流动，颗粒相速度整体上大于液相速度，这是由于颗粒相直接因转轮旋转而获得更多能量，而不是仅仅从液相的裹挟中获得能量.结果表明：在同一体积浓度下，粒径的变化对固液两相的离散影响较大，出现粒径越大颗粒越容易聚集、不容易提升的现象；当提升管道系统的阻力发生变化而引起泵流量的波动时，粗颗粒在提升泵内的聚集倾向可能会引起泵的堵塞，同时粗颗粒对叶轮轮轴处的工作面撞击也更严重.图5为两级提升泵压力分布情况.经过两级提升泵的作用，流体的压力平稳升高，最高可以达到839.8 kPa.从图5中可以看到，图中个别位置压力偏低，低压强的分布直接影响空化的形成，应该进一步优化，制止空化现象的发生.CFD仿真不仅可以得到提升泵内流场中流动参数的分布状况，还可以通过进一步的数据分析，得出提升泵在此工况下的性能状况.改变泵流量，转速等相关参数，对提升泵的性能进行了全面的预测分析，图6给出了额定转速条件下两级提升泵性能的数值仿真结果.4试验验证及结果对比为了验证仿真结果的准确性，按照泵的设计加工两级提升泵并进行了试验，获得两级提升泵完整的工作特性及相关数据，验证了泵的水力计算模型及泵的结构设计.在石家庄强大泵业集团30 m水深的泵试验水池中进行两级提升泵的测试.通过测量泵的转速、流量、扬程、功率、电机电压、电流、功率因素等参数，获得提升泵完整的工作特性曲线及相关数据.两级提升泵试验将按泵的试验规程在多种转速下进行.提升泵的额定转速是考核提升泵提升工作性能的重要技术参数之一，将两级提升泵额定转速下数值模拟结果与两级提升泵在额定转速下的固液两相流的试验研究进行对比，如图6所示.流量/（m3·h-1）由图6可知，对于提升泵的扬程，CFD仿真结果与试验结果吻合较好，其相对误差基本在5%以内，说明应用合理的流动模型，CFD能够较为准确地预测提升泵的工作特性.在标准流量420 m3/h下，扬程的仿真结果与试验结果都超过了80 m水柱，满足两级提升泵对扬程为80 m 水柱的设计要求，提升泵的扬程曲线较为平坦，能够满足实际运行的条件.提升泵效率在提升泵的工作点（流量420 m3/h）附近的仿真结果与试验结果相一致，由于本泵设计采用放大流量的宽流道设计原则，使得泵在偏离设计工作点的低流量和大流量时数值模拟造成偏差，但总体而言，提升泵功率的CFD仿真结果与试验结果吻合较好.功率值随着流量的增加而有小幅的增加，功率曲线较为平稳，基本满足了提升泵的等功率设计，以避免电机的过载.总体来说，提升泵的CFD预测性能曲线与特性试验曲线基本相一致，均表明泵特性参数完全达到了设计的要求.提升泵的性能试验结果还表明，提升泵的运行非常平稳，性能稳定.5结论本文根据深海采矿海底矿提升固液两相流的特征和基于单流体模型和颗粒随机轨道模型，提出了非常适用于海底矿物浆体计算的粗颗粒均质浆体两相流模型.采用此模型对我国自主研制的两级提升泵进行了CFD数值模拟，对泵内流场中固液两相流的速度、压力分布和颗粒轨迹进行了分析，找出其分布规律，数值模拟得到的两级提升泵工作特性曲线与两级提升泵的性能试验结果相一致.因此本文研究结果可为提升泵的进一步完善、优化、改进和向多级提升泵发展的研究提供依据.参考文献[1]KUNTZ G. The technical advantages of submersible motor pumps in deep sea technology and delivery of manganese nodules [C]// Proc of the 11th Annual OTC Conf.Houston： Tex Press，1979： 85-91.[2]TRAM. R&D of manganese nodule mining systems[R].Tokyo： Japan Slurry Transport Association，1991.[3]邹伟生. 深潜硬管提升泵的研制[R]. 长沙：长沙矿冶研究院，2006.ZOU Weisheng. Study on motor pump for lifting pipeline [R]. Changsha： Changsha Research Institute of Mining and Metallurgy，2006.（In Chinese）[4]SOBOTA J， KOLARCIK W. Conception of nodules feeder to vertical transportpipeline[C]//Jerzy Sobota Proceedings of the Eighth ISOPE Ocean Mining Symposium. Chennai：ISOPE，2009： 213-219.[5]YOON C H， KANG J S， PARK J M. Shallow lifting test for the development of deep ocean mineral resource in korea[C]//Proceeding of the Ninth ISOPE Ocean Mining Symposium. Maui， Hawaii， USA： ISOPE， 2011： 149-152.[6]RAJESH S. Qualification tests on underwater mining system with manganese nodule collection and crashing devices[C]//Proceeding of the Ninth ISOPE Ocean Mining Symposium. Maui， Hawaii， USA：ISOPE， 2011： 110-115.[7]唐学林，余欣，任松长.固液两相流体动力学及其在水力机械中的应用[M].郑州：黄河水利出版社，2006： 68-76.TANG Xuelin，XU Xin， REN Songchang. Solid liquid two phase fluid dynamics and its application in hydraulic machinery [M]. Zhengzhou： The Yellow River Water Conservancy Press，2006： 68-76.（In Chinese）[8]邹伟生. 深海采矿提升参数与提升泵的研究[D]. 北京：北京科技大学土木与环境工程学院，2005.ZOU Weisheng. Study on lifting parameters and pump [D]. Beijing：University of Science and Technology Beijing， School of Civil and Environmental Engineering， 2005.（In Chinese）[9]李哲奂. 扬矿电泵内流场数值模拟及性能预测[D]. 长沙：湖南大学机械与运载工程学院，2013.LI Zhehuan. Lifting motor pump’s internal flow field numerical simulation and performance prediction [D]. Changsha： Hunan University， College of Mechanical and Vehicle Engineering，2013. （In Chinese）。

一、实验目的1. 了解泵的基本结构和工作原理。

2. 掌握泵性能参数的测量方法。

3. 通过实验，绘制泵的特性曲线，分析泵的工作特性。

4. 学习泵在不同工况下的性能变化规律。

二、实验原理泵是一种将能量传递给流体的机械设备，其性能参数主要包括流量Q、扬程H、轴功率N和效率η。

泵的特性曲线反映了泵在不同工况下的性能变化规律。

1. 流量Q：单位时间内泵输送的流体体积。

2. 扬程H：泵输送流体所需的能量，通常用泵出口与入口的压力差表示。

3. 轴功率N：泵轴上所传递的功率。

4. 效率η：泵输出功率与输入功率的比值。

泵的特性曲线主要包括以下三种：1. Q-H曲线：表示在恒定转速下，泵的流量与扬程之间的关系。

2. N-Q曲线：表示在恒定转速下，泵的轴功率与流量之间的关系。

3. η-Q曲线：表示在恒定转速下，泵的效率与流量之间的关系。

三、实验仪器与设备1. 离心泵一台2. 转速表一台3. 电磁流量计一台4. 涡轮流量计一台5. 压力表两台6. 电功率表一台7. 计时器一台8. 实验台一套四、实验步骤1. 将离心泵安装于实验台上，连接好相关仪表。

2. 启动泵，调整转速至预定值。

3. 逐步调节出口阀门，使泵的流量逐渐增加。

4. 在每个流量点，记录泵的扬程、轴功率、转速和效率等数据。

5. 重复步骤3和4，得到不同转速下的泵特性曲线。

五、实验结果与分析1. Q-H曲线：实验结果显示，泵的流量与扬程呈非线性关系。

在低流量区域，扬程随流量的增加而迅速增加；在高流量区域，扬程随流量的增加而逐渐减小。

这是由于泵内部流动状态的变化所导致的。

2. N-Q曲线：实验结果显示，泵的轴功率与流量呈非线性关系。

在低流量区域，轴功率随流量的增加而迅速增加；在高流量区域，轴功率随流量的增加而逐渐减小。

这是由于泵内部流动阻力增加所导致的。

3. η-Q曲线：实验结果显示，泵的效率与流量呈非线性关系。

在低流量区域，效率随流量的增加而迅速增加；在高流量区域，效率随流量的增加而逐渐减小。

气提泵工作原理气提泵是一种常见的工业设备，主要用于将气体从低压区域提升到高压区域。

它的工作原理基于压力差的原理，通过增加压力差来实现气体的提升。

下面将详细介绍气提泵的工作原理。

气提泵主要由压缩机、气缸、活塞、阀门和输气管道等组成。

当气提泵开始工作时，压缩机会将气体从低压区域吸入，然后通过气缸和活塞的协作，将气体压缩。

在气缸内，活塞会向下移动，将气体逐渐压缩。

当活塞向下移动时，气缸内的阀门会关闭，防止气体倒流。

当活塞移动到最低点时，阀门会打开，允许气体进入输气管道。

随着活塞的上升，气体被推入高压区域。

在气提泵中，压缩机的作用是产生压力差。

它通过旋转或往复运动来增加气体的压力。

这样，气体就能够被推入到高压区域。

而气缸和活塞则起到了压缩气体和推送气体的作用。

这种气提泵的工作原理类似于活塞泵。

它们都利用了活塞的往复运动来压缩气体。

但是，气提泵与活塞泵的区别在于，气提泵是通过压缩机产生压力差来提升气体，而活塞泵则是通过活塞的往复运动直接推送液体或气体。

气提泵的工作原理非常简单直观，但在实际应用中，还需要考虑一些因素。

首先是气提泵的压力和流量。

根据不同的工况要求，需要选择适当的压力和流量来满足工作需求。

其次是气提泵的密封性能。

由于气提泵在工作过程中会产生压力差，因此需要确保泵体和气缸的密封性能良好，以防止气体泄漏。

最后是气提泵的维护和保养。

定期检查和维护气提泵的各个部件，可以延长其使用寿命，提高工作效率。

气提泵是一种通过增加压力差来提升气体的设备。

它的工作原理基于压缩机、气缸、活塞、阀门和输气管道等组成的系统。

通过压缩机的作用，气提泵能够将气体从低压区域提升到高压区域。

在实际应用中，需要考虑气提泵的压力、流量、密封性能以及维护保养等因素。

只有合理选择和使用气提泵，才能更好地满足工业生产的需求。

气提泵工作原理一、气提泵的定义和作用气提泵，也称为气压泵或空气增压器，是一种能够将低压气体增压到高压的设备。

它主要通过增加气体的压力来推动或提升其他气体或液体。

气提泵通常应用于许多领域，如工业、航空航天、化工、石油和天然气等。

它们在这些领域中扮演着至关重要的角色，用于提供高压气体以满足特定的需求。

比如，气提泵可用于为金属冲压、气密性测试和气动工具等提供高压空气。

二、气提泵的工作原理气提泵的工作原理可以简单地归纳为以下几个步骤： 1. 气提泵进气阶段：气提泵通过进气口吸入低压气体。

2. 气提泵压缩阶段：低压气体进入气提泵后，通过气缸进行压缩。

气缸是气提泵的核心部件，通常由活塞和气缸筒组成。

当活塞向下移动时，气体被压缩到气缸筒中。

3. 气提泵排放阶段：当气缸内气体被压缩到一定压力后，气提泵通过排气阀将高压气体排出。

排气阀通常是一个单向阀，它允许气体在压缩阶段进入气缸，但不允许气体在排放阶段倒流。

4. 气提泵油封阶段：为了保持气缸内气体的密封性和润滑性，气提泵通常配备了一个油封。

油封可以防止气体泄漏，并减少摩擦和磨损。

三、气提泵的类型根据气提泵的工作原理和结构，可以将气提泵分为多种类型。

以下是几种常见的气提泵类型： 1. 往复式气提泵：往复式气提泵通过活塞的往复运动实现气体的压缩和排放。

这是一种简单且常见的气提泵类型。

2. 螺杆气提泵：螺杆气提泵由两个螺杆组成，它们一起旋转以压缩气体。

螺杆气提泵适用于高压和大流量的气体增压。

3. 压缩机气提泵：压缩机气提泵采用压缩机的基本原理，通过旋转叶片或滑块将气体压缩为高压。

四、气提泵的优缺点气提泵作为一种常见的气体增压设备，具有以下优点： - 高效性能：气提泵可以快速增压气体，并提供稳定的高压输出。

- 易于控制和调节：通过调整气提泵的工作参数，如活塞运动速度或螺杆旋转速度，可以实现对输出气体压力和流量的精确控制。

- 安全可靠：气提泵具有结构简单、运行可靠的特点，使用寿命长，并且可以适应各种工况和环境要求。

针对气提装置性能影响因子的初步探讨粟庄宇\海\罗福\张明杰"，游车洁菱1(1.西华大学，四川成都610039;"四川中恒工程设计研究院有限公司，四川成都610039$Vol.44，No.8 h ) 芝讨 第44卷第8期August, 2018_________________________Sichuan Building Materials ________________________2018 年 8 月摘要：本文通过对气提装置的一系列实验研究，得出了关于通气量、扬水量、淹没比、扬水管管长及管径等性能影响因 子的规律，并且根据相关特性曲线进行了初步探讨。

关键词：气提装置；通气量；淹 ％扬水管；管中图分类号:X 703 文献标志码:B 文章编号：1672 - 4011 (2018) 08 - 0134 - 02 DOI :10. 3969/j . is :. 1672 -4011. 2018. 08. 068<前言气提是一种利用气力提送液体的装置。

它的构简单，除用一台空气压缩机外，无其他机械运；件;由于空气是自然资源， 节济成本，而且维护简单便捷。

在实际工程中，广用在养殖业、封系统和再循环系统中。

特别是在 处理工程中，可用于一不适合应用 泵的工业废水。

1气提装置的基本原理气提装置的原理示意如图1所示。

空气通过曝气头进 管，气合物根据联通管原理（即气水乳液密度小于 密度，管成压力差）进行，在气水分离中进行 ，液体过冲使得液体平面相对稳定，再经过管流出，最后通过泵进行提升回流，形成整个循环系统。

?气提装置的试验方案试验通过设定通气量、淹没比、扬水管管径及管长中的任一影响的不，而其他三个保持不变，对气提装的 量进行测定；设定影响 的 规律。

试验参数如下&①管径&20、30 mm ;②管长&4. 35、3. 3、3、2. 3 m ;③收稿日期:2018 -03 -14作者简介：粟庄宇（1992 -"，女，四川内江人，在读硕士研究生，主要 研究向：市政工程。

气提泵特性研究范文首先，气提泵的工作原理是通过利用气体动能转换为压力能，将低压气体抽出并压缩至所需的高压。

其主要组成部分包括：进气口、压缩室、电动机和出气口。

进气口允许低压气体进入压缩室，在压缩室内，电动机提供动力，将气体进行压缩，从而使其达到所需的高压，并通过出气口排出。

气提泵通常通过旋转运动或往复运动来进行气体压缩。

其次，气提泵的性能参数是评价其性能的重要指标。

常见的性能参数包括：压缩比、流量、效率和功率。

压缩比是指气提泵输出气体的最终压力与进入气体的初始压力之间的比值，通常以绝对压力表示。

流量是指气提泵单位时间内压缩并输出的气体体积或质量。

效率是指气提泵将电能转化为压缩气体能量的比例，通常以百分比表示。

功率是指气提泵所需的电能，通常以千瓦或马力表示。

最后，影响气提泵特性的因素很多。

其中最重要的因素是气提泵的设计参数，例如转速、压缩室尺寸和形状以及进出口流道的设计。

转速会影响气提泵的流量和压缩比，较高的转速通常会导致较大的流量和较高的压缩比。

压缩室的尺寸和形状也会影响气提泵的性能，较大的压缩室通常会导致较大的流量和较低的压缩比。

进出口流道的设计直接影响气体的进出速度和气流的流畅性，对气提泵的流量和效率有很大影响。

此外，气提泵的工作环境也会影响其特性。

例如，气提泵所处的气体压力和温度会影响气提泵的工作效果。

在高压力或高温环境下，气提泵需要更高的功率来压缩气体，从而影响其效率和性能。

综上所述，气提泵特性的研究对于设计和优化气提泵至关重要。

通过研究气提泵的工作原理、性能参数和影响因素，可以更好地理解气提泵的性能，并提出改进方案以提高其性能。

随着技术的发展，气提泵在各种应用中发挥着越来越重要的作用，其特性研究也将变得更加重要。

第27卷第1期2010年1月机 电 工 程Journal of Mechanical &Electrical EngineeringVol .27No .1Jan .2010收稿日期:2009-09-01基金项目:浙江省重大科技专项资助项目(2007C11171)作者简介:郑昌马(1966-),男,浙江仙居人,主要从事变量柱塞泵方面的研究.E 2mail:mchseu@ 通信联系人:孔晓武,男,副教授,硕士生导师.E 2mail:x wkong@yahoo 基于AM ES im 的PQ 泵特性研究3郑昌马1,吴坚锋1,马　冲2,孔晓武2(1.仙居永灵液压机械有限公司,浙江仙居317300;2.浙江大学流体传动与控制国家重点实验室,浙江杭州310027)摘　要:针对P Q 泵动态特性中存在流量阶跃慢、超调量大等问题,在分析了Y L 256型P Q 泵工作原理的基础上,建立了基于AMESi m 仿真软件的P Q 泵仿真模型,通过试验验证了仿真模型的正确性并研究了P Q 泵的静态与动态特性,以及调节阀弹簧刚度、变量弹簧刚度对流量阶跃特性的影响。

研究结果表明:增加变量弹簧刚度能减小流量上升时间,加快响应速度,但会增加泵的内泄漏量;增加调节阀弹簧能够有效降低流量阶跃的超调量,减少振荡次数,但会增加泵输出流量的稳态误差。

关键词:P Q 泵;仿真;电液比例;动态特性中图分类号:TH137.5 文献标识码:A 文章编号:1001-4551(2010)01-0059-03Research on the character isti c of PQ pu m p ba sed on AM ES imZHENG Chang 2ma 1,WU J ian 2feng 1,MA Chong 2,K ONG Xiao 2wu2(1.Yongling Hydraulic M echanical Co .L td .,X ianj u 317300,China;2.S tate Key L ab .of Fluid Po w er Trans m ission and Control,Zhejiang U niversity,Hangzhou 310027,China )Abstract:A i m ing at the s peed and overshoot of fl ow step res ponse,working p rinci p le of P Q pu mp was analyzed,and si m ulati on model of P Q pu mp was devel oped using AMESi m .The steady and dyna m ic characteristic in si m ulati on was compared with that in experi m ent,and the si m ulati on model was p r oved right .Thr ough the study of the s p ring rigidity,the results indicate that increas 2ing the dis p lace ment 2varying s p ring rigidity can cut riseti m e of fl ow,but cause more internal leakage;increasing the s p ring rigidi 2ty of contr ol valve can decrease overshoot of fl ow step res ponse and the nu mber of vibrati on,but cause more steady 2state err or .Key words:P Q pu mp;si m ulati on;electr o 2hydraulic p r oporti onal;dyna m ic characteristic0　引　言随着液压技术的不断发展,对液压系统的节能要求也越来越高。