为了对油气混输泵内部流场进行数值模拟,建立了全流场三维模型,数值模拟计算时采用Mixture模型,湍流计算模型选用标准k-ε湍流模型,压力-速度耦合计算采用Simple算法。通过对流量、转速、含气率这三个性能参数的改变,探讨不同转速下,动叶的速度、压力、相态分布。结果表明随转速的增加,叶片背面的低压区会扩大,气体在叶片中部的聚集越明显。

以纯气体输送时的油气混输泵上游泵送螺旋槽机械密封为研究对象,基于气体润滑理论并采用有限差分法,在考虑密封环发生相对倾斜的情况下,研究操作参数、结构参数及密封环相对倾斜角对密封稳态性能的影响规律和作用机制.数值分析结果表明,相对于平行密封间隙,密封环发生相对倾斜时,会使膜厚减小区域的膜压峰值和膜压高压区范围明显增大,使膜厚增大区域的膜压峰值和膜压高压区范围明显减小;无论研究的参数如何变化,开启力、泄漏率及气膜刚度始终呈现出随着密封环相对倾角增大而增大的变化规律;通过增大转速、设计较小的平衡膜厚或优化型槽结构不仅可有效增强密封的上游泵送能力,以实现被密封介质的零泄漏,还可有效改善密封的开启性和稳定性.

为揭示液相黏度对混输泵内气液两相的分布规律的影响机制,以三级油气混输泵为研究对象,选取油、气两相作为运输介质。基于ANSYS Fluent软件对泵内两相流态进行数值模拟,分析和总结不同液相黏度下气液两相分布规律。结果表明:液相黏度越小对油气混输泵内气相体积分布影响越大;随着液相黏度的增大,沿着泵流向方向的气相体积分数脉动减小;随着液相黏度的变化,泵内液相分布与气相分布位置刚好相反,并且当介质为重质油时,在泵内0.9倍叶高处叶轮出口开始出现液相聚集现象;液相黏度的增加对于油气混输泵内气相分布的均匀性具有改善作用。研究结果可为油气混输泵的结构优化和性能改善提供参考。

为了研究含气率对往复式油气混输泵排出性能的影响及转速、含气率、流量的相互关系,基于标准k-ε湍流模型和混合多相流模型,采用计算流体力学软件中的动网格技术和用户自定义函数,在介质含气率不同时对混输泵的排出过程进行三维动态仿真模拟。结果表明:介质增压速度、最大流量、平均流量与含气率成反比。根据转速、含气率、流量关系曲线调节转速,使泵的流量与抽油机流量相匹配,为往复式油气混输泵性能参数的选择及现场应用提供数据参考。

为了获得油气混输泵的两相分离规律以及该分离性质对该泵产生的影响,通过对含气率GVF=0.4的螺旋轴流式油气混输泵进行模拟计算,定量地分析了叶轮域内气液两相的分布及速度变化情况。结果发现:气液分离对流体流动造成的堵塞作用主要集中在靠近工作面以及背面的流道上,对中间流道上的影响较低。对导叶内部流场进行分析,发现两相分离造成的气团堆积,使得进入导叶的流体在流动中存在一低压区,该低压区使得流体在导叶内部形成二次回流。这说明了

通过对主流油气混输泵测试系统调压装置的深入分析,提出现有调压装置存在的问题。通过对比多个解决方案,提出一种用于油气混输泵测试系统调压装置的优化设计方案,从设计思路和设计方案两个方面阐述了整个系统的原理和功能。该调压装置能够解决目前油气混输泵测试系统在高含气率下稳定调压问题,从而实现对油气混输泵全性能测试的目的。

应用油气混输泵作为油气集输的核心部件具有降低井口回压、增加油气产量、降低工程投资及运行费用、方便生产管理等优点。本文运用计算流体动力学（CFD）软件——基于k-ε紊流模型、MIXTURE两相流模型及SIMPLE算法对YQH—100型轴流式油气混输泵在不同含气率下的内部流场进行了三维数值模拟，研究了叶片数变化对轴流泵性能的影响。结果表明：叶片数的变化对油气混输泵的效率影响并不大，适当增加叶片数可以降低叶轮比转速，提高扬程。研究结果对设计人员具有一定参考价值。

以自主研发的 YQH －100型多级油气混输泵为研究对象，采用 Mixture 模型，选用标准 k －ε湍流模型，速度压力耦合采用 simplic 算法，对混输泵3种不同轴向间隙下，分别在0，10％，30％，50％，70％共5种含气率情况下进行了数值模拟。得到了耦合面上的压力分布云图，绘制了不同间隙变化下混输泵扬程、效率随含气率变化的曲线。结果表明间隙呈递增趋势变化下的扬程、效率都高于其他两组。

为了阐明导叶叶片数对轴流式油气混输泵内部非定常流场的影响，基于Mixture模型的两相流理论，湍流模型采用SST模型，以自主研制的YQH-100油气混输泵为研究对象，对油气混输泵不同导叶叶片数及不同含气率时的内部非定常流场进行了数值计算。结果表明：随着导叶片数的增加，油气混输泵的扬程下降趋势逐渐变缓,其最大差值为7.9%;油气混输泵的效率在含气率为0时先升高后降低，在含气率为0.5时逐渐升高，其最大差值为3.7%。对监测点压力脉动的变化分析表明，含气率为0.5时，监测点压力脉动的幅值更大。随着导叶叶片数的增加，导叶流道内压力脉动的变化更明显，压力脉动幅值的衰减变缓，叶频压力脉动的幅值逐渐减小。研究结果为导叶叶片数为9时，油气混输泵内非定常流动特性更好，由二级叶轮气相分布也能反映出混输泵的运行更稳定。

针对某一典型的油气混输泵,以设计工况下泵的增压和效率提升为优化目标,设计了不同进口安放角的静叶,基于FLUENT软件,采用RNG k-ε模型、SIMPLEC算法对装配不同静叶的单级油气混输泵模型进行数值模拟,得出静叶区域内的压力分布,并分析出不同含气率下不同进口安放角的静叶叶型和混输泵增压及效率之间的关系。结果表明:随着静叶进口安放角的增大,混输泵的增压能力和气液混合能力呈现出先增大后减小的趋势,叶片背面产生低速脱流区的起始点逐渐向进口方向移动;较小的进口安放角使得动静叶交界处流速和压力的不均匀性增加。研究结果对混输泵静叶设计及优化提供了理论参考依据。