全金属单螺杆泵定转子间隙对泵性能影响地研究论文

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1、青岛科技人学研究生学位论文全金属单螺杆泵定转子间隙对泵性能影响的研究摘要现阶段，传统螺杆泵的定子内衬是采用橡胶材料，通常是在金属定子的内壁上挂胶，其型线为与金属定子相配合的双螺旋曲面。处于工作状态时，橡胶材料的溶胀、温胀及容易老化的特点会降低定子使用寿命。定子被破坏以后的修复工作，与定子一起连接的油管、杆柱、管柱都要重新起开，成本费用很高，并且硫化在内壁的定子橡胶不容易去除，造成资源的浪费。全金属单螺杆泵可以克服上述缺点，但全金属螺杆泵研制开发比较晚，理论研究比较少，基本理论不成熟。一些泵参数的设计仅依靠一些经验值或者少量试验数据得出的结论，严重限制了全金属螺杆泵的应用。因此本文对全金属单螺

2、杆泵首先进行定转子型线方程的推导，运动规律的探究，推导了间隙配合方式下的排量方程，并利用简化模型推导了泄漏量的参数公式及功率损失最小为目标的最优问隙，半定量的给出了影响泵性能的参数。然后进行了定子转子参数化建模，讨论了不同的网格拓扑方法，最后优选了最佳方案，建立了供流场分析的有限元模型。最后运用CFD软件对全金属单螺杆泵的流场进行数值模拟，分析了全金属单螺杆泵内部流场的特点及间隙、泵级数、转速、介质粘度等对于泵性能的影响，利用有限元软件ANSYS分析计算了井下高温对定转子间隙量变化的影响。分析结果表明，定转子间隙、螺杆转速、泵级数及介质粘度都会对泵性能产生影响。尤其间隙影响最为显著，同时井下

3、温度又会使间隙发生变化，当全金属螺杆泵采用等壁厚定子时，间隙变化量受温度影响较小。关键词：全金属单螺杆泵间隙粘度数值模拟井下温度全金属单螺杆泵定转子间隙对泵性能影响的研究青岛科技人学研究生学位论文RESEARCHONEFFECTSoFCLEARANCEBETWEENRoToRANDSTARTORoNALLMETALSINGLESCREWPUMPABSTRACTCurrently，mostofpumpstatorbushingsusethetraditionalrubberstatormanufacturingtechnology，namely，wecastonelayerrubberthat

4、isofdoublehelixsurfaceinthemetalenclosure，whichcanbeusedtogetherwiththemetalrotorwhoseoutersurfaceisplatedbyhardchrome，whileworking，thestatorcanbeeasilydamagedbecauseoftheswelling，temperatureexpansion，andeasytoagingoftherubber．Asthestatorisconnectedwiththetubing，whilethestatorisdamagedandweneedtore

5、placeanewone，weshoulddisassembleboththepolesandstring，anditleadstoahi曲costandthestatorcannotbeusedanymore，whichisapparentlyagreatwasteofresource．Besides，thattherubberintheinnersurfaceishardtoclearisalsoo．nereasonleadingtotheuselessofthestator．一Full·metalsinglescrewpumpcanavoidtheseshortcomings，butt

6、hefull—metalsinglescrewpumpdevelopedquitelate，itstheoreticalstudyandbasictheoryislessandnotmature．Thisseriouslylimitstheapplicationofallmetalscrewpump．Inordertohelpimprovethescrewpumpperformanceandforfurtherstudyofthebasictheoryofmetalscrewpump，firstofall，thispaperdeductformulaofleakageandpressured

7、istributionofPoisson’Sequation，studythemovementsimulationofsinglescrewpump，andthendiscussofthegridtopologymethod，finallychosesthebestscheme，formingthefiniteelementmodel．Finally,useCFDsoftwarefluenttostudynu