直线电机抽油泵流场数值研究

　　直线电机抽油泵流场数值研究曲海12，梁政2（1.中国石油大学（北京）石油天然气工程学院，北京昌平102249 2西南石油大学机电工程学院，四川成都610500）结合柱塞和阀球运动模型，运用动网格技术和自编程UDF模块对Fluent进行二次开发，实现了柱塞和阀球运动与流场的耦合求解。可以确定泵筒内任意计算时刻流场状态，揭示了柱塞往复运动过程中泵筒内部流场演化、阀球运动和流场特性。计算结果与。

　　直线电机通过接箍与柱塞联结在一起，工作时，液力端沉没在油液面以下一定深度。柱塞下行程，固定阀阀球关闭，游动阀阀球打开，液体从泵筒与柱塞杆之间环形空腔和柱塞杆通孔经游动阀阀腔流入容积腔。柱塞上行程，游动阀阀球关闭，固定阀阀球打开，容积腔中液体经固定阀阀腔排出1121. 2数学模型21柱塞运动模型柱塞与直线电机动子连接，运动规律与直线电机输出特性相关，可以用分段函数进行描述113-41.：2⑴9一04基金项目：“石油天然气装备”教育部重点。t=500S柱塞下行程结束，固定阀和游动阀都处于关闭状态，P=P 500S柱塞压缩容积腔油液，P急剧上升。t=5 02SR>P固定阀阀球在压差作用下开启，在入口处，形成很明显的两个涡旋，大大增加了液体的过流阻力，与。t=9 97S柱塞上行程即将结束，进入固定阀阀腔的液体对阀球的作用力已经非常小，阀球在自身重力作用下开始下降，t=1003S阀球完全落于阀座上，在阀球顶部区域出现两个对称的涡旋，形成绕球流体涡旋脱落现象。

　　由于阀腔内流体速度和压力的变化，阀球所受流体作用力不能保持恒定，造成阀球轴向速度存在波动。固定阀阀球沿泵筒轴线方向位移与时间关系曲线如所示。

　　由图可知，速度波动对阀球的悬浮影响很小。阀球开启和关闭时，存在极短时间的滞后，分别为002S口003S 5结论对直线电机抽油泵柱塞工作过程泵筒内部流场和阀球运动状态提出了可行的数值模拟方法。

　　利用自编程UDF模块对GFD软件FUent进行了二次开发，实现了柱塞和阀球运动与流场的耦合计算得到了流场演化、阀球运动和流场特性。

　　通过分析阀球轴向位移和速度特性，证明设计泵阀总成开启灵活，关闭迅速，但存在时间极短的滞后。