直線電機抽油泵流場數(shù)值研究曲海12，梁政2（1.中國石油大學（北京）石油天然氣工程學院，北京昌平102249 2西南石油大學機電工程學院，四川成都610500）結(jié)合柱塞和閥球運動模型，運用動網(wǎng)格技術(shù)和自編程UDF模塊對Fluent進行二次開發(fā)，實現(xiàn)了柱塞和閥球運動與流場的耦合求解?？梢源_定泵筒內(nèi)任意計算時刻流場狀態(tài)，揭示了柱塞往復運動過程中泵筒內(nèi)部流場演化、閥球運動和流場特性。計算結(jié)果與。
直線電機通過接箍與柱塞聯(lián)結(jié)在一起，工作時，液力端沉沒在油液面以下一定深度。柱塞下行程，固定閥閥球關(guān)閉，游動閥閥球打開，液體從泵筒與柱塞桿之間環(huán)形空腔和柱塞桿通孔經(jīng)游動閥閥腔流入容積腔。柱塞上行程，游動閥閥球關(guān)閉，固定閥閥球打開，容積腔中液體經(jīng)固定閥閥腔排出1121. 2數(shù)學模型21柱塞運動模型柱塞與直線電機動子連接，運動規(guī)律與直線電機輸出特性相關(guān)，可以用分段函數(shù)進行描述113-41.：2⑴9一04基金項目：“石油天然氣裝備”教育部重點。t=500S柱塞下行程結(jié)束，固定閥和游動閥都處于關(guān)閉狀態(tài)，P=P 500S柱塞壓縮容積腔油液，P急劇上升。t=5 02SR>P固定閥閥球在壓差作用下開啟，在入口處，形成很明顯的兩個渦旋，大大增加了液體的過流阻力，與。t=9 97S柱塞上行程即將結(jié)束，進入固定閥閥腔的液體對閥球的作用力已經(jīng)非常小，閥球在自身重力作用下開始下降，t=1003S閥球完全落于閥座上，在閥球頂部區(qū)域出現(xiàn)兩個對稱的渦旋，形成繞球流體渦旋脫落現(xiàn)象。
由于閥腔內(nèi)流體速度和壓力的變化，閥球所受流體作用力不能保持恒定，造成閥球軸向速度存在波動。固定閥閥球沿泵筒軸線方向位移與時間關(guān)系曲線如所示。
由圖可知，速度波動對閥球的懸浮影響很小。閥球開啟和關(guān)閉時，存在極短時間的滯后，分別為002S口003S 5結(jié)論對直線電機抽油泵柱塞工作過程泵筒內(nèi)部流場和閥球運動狀態(tài)提出了可行的數(shù)值模擬方法。
利用自編程UDF模塊對GFD軟件FUent進行了二次開發(fā)，實現(xiàn)了柱塞和閥球運動與流場的耦合計算得到了流場演化、閥球運動和流場特性。
通過分析閥球軸向位移和速度特性，證明設(shè)計泵閥總成開啟靈活，關(guān)閉迅速，但存在時間極短的滯后。