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石油机械
2008年第 36卷第 3期 CH INA PETROLEUM MACH INERY — 14 —
设计计算
双螺杆泵型线分析及仿真研究
李增亮张瑞霞高扬陈猛
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(中国石油大学(华东) 机电工程学院)
摘要以国内外常用的双头对称长幅摆线型线和单头摆线组合型线 2种双螺杆泵型线为研究
对象, 用 Pro /E进行建模, 用 Matlab编程软件计算接触线长度, 用 Admas软件进行了仿真研究,
得出上述 2种型线双螺杆泵摩擦力与两端压差的关系曲线。分析研究得出如下结论: (1) 双头螺
杆的接触线长度比单头螺杆要长, 因此实际应用中排量大的选双头螺杆较好, 而输送压力较高的
场合选单头螺杆较好; (2) 圆弧修正的双螺杆泵型线避免了点接触, 可延长双螺杆泵的寿命;
(3) 双螺杆泵可适用于中、小流量(10~1 000 m3 /h) 和低、中、高压差(0~10 MPa) 以及不
同含气体积分数(0~100% ) 的流体输送。
关键词双螺杆泵型线双头螺杆单头螺杆接触线
于输送润滑性、不含杂质的介质[ 3 ] 。
引言德国广泛生产一种双螺杆泵, 其螺杆工作段横
截面的型线是一种非对称型的组合型线。适用于输
伴随着对多相流动规律的研究和认识, 国外已送润滑性、非润滑性, 甚至含有少量颗粒性杂质的
开发出用于海上原油混输的多相流混输泵, 该产品液体; 还能输送含气体积分数为 80%的介质; 其排
可以连续输送含气体积分数从 0到 100%的原油介出压力可达 2 5 MPa, 最大流量可达 1 000 m3 /h。国
质, 非常适用于恶劣的海上油田开采条件。我国在内也有一些新型的双螺杆泵型线, 例如: 西安交通
多相流混输泵产品的开发方面目前还处于空白, 多大学邢子文提出的双螺杆多相流混输泵专用型线;
相流混输泵主要依赖于进口, 因此研究开发多相流中国石油大学(华东) 肖文生提出的采用长幅摆线
混输泵对我国海底石油开发有着十分重要的意义[ 1 ] 。作为双头螺杆原始齿形型线设计的型线[ 4 ] ; 石家庄
双螺杆多相流混输泵的核心部件是 1对相互啮水泵厂陈金海等针对现有双螺杆泵型线的普遍问题,
合的螺杆转子。转子型线的设计直接影响到泵的性提出一种圆弧修正的型线[ 5 ] 。
能, 因此转子型线研究既是双螺杆多相流混输泵热
动力性能研究的基础, 也是优化型线设计、提高整双螺杆泵模型确定
机性能的关键[ 2 ] 。现在, 从国内外已公开的资料
来看, 双螺杆泵螺杆型线大致可分为以下 3 种类 2种常用模型: ①双头对称长幅摆线型线; ②
型: ①“方牙形”的型线, 螺杆工作段轴截面的单头摆线组合型线。
齿形为矩形或梯形, 该类泵能够输送润滑性、非润混输泵内为两相流动, 其气液比并不是恒定的,
滑性甚至含有少量颗粒性杂质的液体, 但其密封性但在仿真中必须给出确定的量, 因此给出假设:
较差。②Leistritz型, 螺杆工作段截面型线由渐开(1) 气体为理想气体, 油相无相变, 不可压
线和摆线组合而成, 有多种组合形式, 这种型线改缩, 气液比恒定, 含气体积分数为 30% ;
善了密封性, 其排出压力通常可达到