鉆研泵內(nèi)流場(chǎng)尤其是混相流流場(chǎng)是改善深井泵性能的要害。隨著PIV技能、LDV技能及低聲波技能的日趨成熟，人們?cè)?jīng)能夠利用該署先進(jìn)的流場(chǎng)測(cè)試技能在不煩擾流場(chǎng)的狀況下繼續(xù)高精度的測(cè)量。在加拿大已有人運(yùn)用該署先進(jìn)技能鉆研深井泵流場(chǎng)，酒精大學(xué)(北京)陸地力學(xué)嘗試室對(duì)準(zhǔn)該問(wèn)題利用PIV(粒子成像測(cè)速技能)繼續(xù)了嘗試鉆研，其重要意思是測(cè)定相反流量時(shí)泵內(nèi)流場(chǎng)的散布法則，并比照單相及混相流時(shí)深井泵內(nèi)流場(chǎng)的異同。
1粒子成像測(cè)速及圖像解決技能
粒子成像測(cè)速(PIV)技能的根本原理①是利用撒在流體中的粒子對(duì)光的散射作用，用光學(xué)的步驟紀(jì)錄下粒子在相反聲刻在流場(chǎng)中的地位，從而失去粒子的位移，基于粒子對(duì)流場(chǎng)的追隨性，測(cè)出粒子所在地位中流體的進(jìn)度及剎時(shí)靜止參數(shù)。
使用PIV技能，對(duì)流場(chǎng)中泛濫的粒子狀況能夠按工夫倒敘經(jīng)過(guò)屢次暴光紀(jì)錄在同一圖像上，也能夠經(jīng)過(guò)高速錄相機(jī)紀(jì)錄在相反的圖形上。利用無(wú)關(guān)的物道學(xué)及力學(xué)的假如和定理，并依據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模子，經(jīng)過(guò)一系列數(shù)字演算即可得出反映流場(chǎng)特點(diǎn)的參數(shù)(粒子位移、進(jìn)度等)。通常，PIV零碎重要由照明零碎、PIV圖像紀(jì)錄存儲(chǔ)零碎以及PIV解決零碎組成。
2中型氣液兩相深井泵模仿嘗試安裝
深井泵在井下作業(yè)，其作業(yè)介質(zhì)也不是單相的，故很難對(duì)當(dāng)場(chǎng)作業(yè)的深井泵的流場(chǎng)繼續(xù)理論測(cè)試。另外，因?yàn)楦饔吞镉途貙訔l件很簡(jiǎn)單，難以找到正常性的法則，因而，在試驗(yàn)室里構(gòu)建了一套中型氣液兩相深井泵模仿嘗試安裝，如圖1所示。
該模仿嘗試安裝重要由液壓掌握零碎及氣動(dòng)掌握零碎組成。為了繼續(xù)可視化鉆研，深井泵模子泵筒及柱塞均采納有機(jī)玻璃打造，其泵徑為57mm，柱塞長(zhǎng)短為0.3m，可模仿沖程為0～0.6m,沖次為0～6次/s,內(nèi)壓為0.7MPa的工況條件。
3嘗試內(nèi)中
采納與原油密度及粘度相近的輕工業(yè)白油作為嘗試介質(zhì)，用與白油密度瀕臨的GDX501聚苯乙烯小球作為示蹤粒子。運(yùn)用10W的氖激光產(chǎn)生器及相應(yīng)的光路零碎造成的強(qiáng)片光源作為PIV攝像的照明光源，并采納錄像或照相的步驟攝制PIV圖像。對(duì)準(zhǔn)相反的工況，別離對(duì)單相和氣液兩相流介質(zhì)條件下深井泵泵筒、泵閥、柱塞等部位繼續(xù)了PIV圖像的錄制和照相，以備進(jìn)一步繼續(xù)綜合解決。
4試驗(yàn)后果及綜合
因?yàn)閷?duì)深井泵生動(dòng)閥部位流場(chǎng)的鉆研已有相應(yīng)的鉆研成績(jī)，而且氣液兩相流PIV圖像解決程序不欠缺，故那里偏重于綜合固定介質(zhì)為單相流體時(shí)深井泵吹動(dòng)閥及柱塞部位的流場(chǎng)。
4.1深井泵泵閥靜止法則
在嘗試中發(fā)現(xiàn)，深井泵泵閥的靜止法則和以住人們對(duì)它的意識(shí)不徹底相反，它的靜止除非有垂直位置的曲線(xiàn)靜止，還隨同有兩種繚繞靜止。當(dāng)柱塞靜止進(jìn)度較時(shí)辰，閥球繞程度軸高低繚繞；當(dāng)柱塞靜止進(jìn)度較大時(shí)，閥球繞豎直軸程度自轉(zhuǎn)況且沿閥座內(nèi)孔邊角即閥座孔重心軸自轉(zhuǎn)。其繚繞角進(jìn)度與柱塞的靜止進(jìn)度無(wú)關(guān)，柱塞靜止進(jìn)度越大，閥球繚繞角進(jìn)度就越大。閥球的非凡靜止內(nèi)容重要與閥球、閥座構(gòu)造的非凡性及流體的沖鋒陷陣無(wú)關(guān)。深井泵泵閥是一個(gè)球狀閥件，當(dāng)流體繞過(guò)它固定時(shí)，在其后部將產(chǎn)生附面層的脫離景象，同聲產(chǎn)生一個(gè)橫向激能源。因?yàn)殚y球的對(duì)稱(chēng)性，這種橫向激能源將沿閥球的“赤道”四周周而復(fù)始地挪動(dòng)，使閥球不是前后坐落閥座孔軸心線(xiàn)上，而是偏離一個(gè)間隔且緊貼在閥座邊角上繚繞，這就是“自轉(zhuǎn)”景象。
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