外文翻譯--關(guān)于桿式抽油泵中紊流摩擦的預(yù)測(cè) 中文版.doc

長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯資料題目：API偏置抽油機(jī)設(shè)計(jì)學(xué)生：李晶晶學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)：機(jī)械1033班指導(dǎo)教師：郭登明輔導(dǎo)教師：郭登明時(shí)間：2007-4-1長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教研室社會(huì)石油工程39800關(guān)于桿式抽油泵中紊流摩擦的預(yù)測(cè)美國(guó)塔爾薩社會(huì)石油工程成員J.Xu,S.A.Shirazi,Z.Schmidt和R.N.Biais及Doty博士。社會(huì)石油工程成員1998年著這篇文章是通過(guò)一個(gè)作者簡(jiǎn)述的社會(huì)石油工程計(jì)劃選擇二疊紀(jì)。現(xiàn)在，社會(huì)石油工程成員還沒(méi)有回顧、作者還沒(méi)有修正文章的內(nèi)容。現(xiàn)在這份材料沒(méi)有必要細(xì)想任何社會(huì)石油工程成員，辦公室成員或職員的地位。也許現(xiàn)在社會(huì)石油工程編輯在公開(kāi)回去社會(huì)石油工程會(huì)議。禁止電子再現(xiàn)，分類(lèi)或?yàn)樯虡I(yè)目的不顧社會(huì)石油工程成員所寫(xiě)內(nèi)容精簡(jiǎn)這篇文章的任何部分。允許復(fù)印，但不允許縊離300個(gè)詞語(yǔ)。圖表可能不能夠復(fù)制。摘要必須包括出自哪里和作者姓名的著作。社會(huì)石油工程P.O.,BOX833836,Richardson,TX75083-3836,傳真：972-952-9435簡(jiǎn)介有桿抽油泵中摩擦力對(duì)檢測(cè)和分析有桿泵系統(tǒng)裝置有重大影響，該摩擦力是由活塞桿在流體中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的?，F(xiàn)在有關(guān)管道中流量的研究都受到包含運(yùn)動(dòng)桿和聯(lián)軸對(duì)層流平流的限制。由于低黏度流體和桿周?chē)穆?lián)結(jié)使流體呈渦流狀，所以在近期的研究中關(guān)于靜止管壁和運(yùn)動(dòng)桿/聯(lián)軸環(huán)形區(qū)域，簡(jiǎn)易模塊使用混合長(zhǎng)度方法相比流體動(dòng)力學(xué)的計(jì)算編碼計(jì)算效率更高，流體動(dòng)力學(xué)的計(jì)算編碼使用模型標(biāo)準(zhǔn)去檢測(cè)有運(yùn)動(dòng)桿和聯(lián)結(jié)環(huán)面的紊流摩擦系數(shù)，簡(jiǎn)化模型已發(fā)展到可去檢測(cè)帶有運(yùn)動(dòng)桿環(huán)面的紊流摩擦系數(shù)，這些模型結(jié)果彼此進(jìn)行比較后得到有用數(shù)據(jù)，另外，在桿/聯(lián)軸和流體間的摩擦系數(shù)按照以下4個(gè)參數(shù)可以描述為桿與管道半徑的比值，聯(lián)軸與管道半徑的比值流體的雷諾值和相對(duì)桿的速度。緒論有桿泵體系早已有歷史記錄，在最有名和最有影響力的石油開(kāi)采中的人工舉升方法，直到20世紀(jì)50年代末，在動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型方面才做出了足夠努力并并取得了發(fā)展，該模型能夠在檢測(cè)有桿泵系統(tǒng)的性能中得到使用，先前的努力仍受到桿和流體的動(dòng)態(tài)限制，流體的動(dòng)態(tài)性不僅對(duì)層狀流體有限制，而且受到臆測(cè)著的嚴(yán)格把握，紊流的粘性摩擦和庫(kù)侖摩擦都在先前的研究中被忽略。在泵作用和低黏度流體的共同作用下，在管道系統(tǒng)和桿共同組成的環(huán)面中的流體是十分紊亂的（尤其是在泵作用系統(tǒng)中桿速度最大部分）。當(dāng)然，聯(lián)軸分布沿桿部分增加液體或氣體的紊亂。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的跡象和和理論的分析表明紊流的粘性摩擦在有桿中分布式的摩擦與桿的聯(lián)軸是薄片狀摩擦的幾倍。因而，有必要說(shuō)明桿式抽油泵系統(tǒng)的紊流摩擦模型在設(shè)計(jì)和方針?lè)矫娴膯?wèn)題。在當(dāng)今的工作中，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)是用來(lái)分析管道系統(tǒng)和桿共同組成的環(huán)面中的紊流體問(wèn)題。這個(gè)方法被用來(lái)預(yù)測(cè)桿、管道系統(tǒng)和聯(lián)軸的摩擦系數(shù)。另外，一個(gè)簡(jiǎn)化的模型被用來(lái)預(yù)測(cè)桿和管道系統(tǒng)中的摩擦系數(shù)。數(shù)學(xué)模型圖1闡述一個(gè)由固定環(huán)形系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)桿和聯(lián)軸組成的環(huán)形區(qū)域的示意圖。桿和聯(lián)軸貫穿上部和下部，而流體主要流過(guò)上部。因此，在環(huán)面中的流體是自然復(fù)雜并且瞬時(shí)的。如同上述，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)可以被用來(lái)預(yù)測(cè)流體瞬時(shí)的液壓，但是計(jì)算很容易和現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的性能完全混淆，所以，一些簡(jiǎn)單的設(shè)想用于發(fā)展對(duì)分析流體有效的解決方法。例如，假設(shè)流體既不以恒速向上或向下運(yùn)動(dòng)。這種假設(shè)非常簡(jiǎn)化計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法并促進(jìn)了簡(jiǎn)化模型的發(fā)展。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法用于驗(yàn)證簡(jiǎn)化模型的建議，同時(shí)用于評(píng)價(jià)連接桿因外形復(fù)雜而很困難完成的幾何分析法的影響。由于驗(yàn)證數(shù)據(jù)與這相關(guān)問(wèn)題都被限制，僅僅就是在這些特殊的情況可用，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)使用的工具固定桿可提供低成本的可靠分析。簡(jiǎn)化方法和綜合的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)都被認(rèn)為是種突破。綜合計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法現(xiàn)今研究把商業(yè)中有用的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)編碼稱(chēng)為T(mén)MCFX，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)編碼解決特殊領(lǐng)域中的調(diào)節(jié)流體平衡，流體在環(huán)形系統(tǒng)中形成紊流，需要紊流模型去檢測(cè)流體區(qū)域。有些紊流模型可用于11CFX包括標(biāo)準(zhǔn)模型、低雷諾值的模型、RNG模型和雷諾壓力模型。當(dāng)今工作標(biāo)準(zhǔn)模型和低雷諾值翻譯模型都被用來(lái)解決紊流或旋渦粘性。標(biāo)準(zhǔn)紊流模型使用動(dòng)力學(xué)的能量k和它的消散比是有效的，而且被用來(lái)解決許多工程問(wèn)題和復(fù)雜的幾何問(wèn)題。良種紊流模型都可以用來(lái)預(yù)測(cè)在移動(dòng)桿和聯(lián)合所組成的復(fù)雜的幾何圖形所在的幾何區(qū)域中的紊流問(wèn)題。低雷諾值紊流模型與紊流模型相比要求更多的格子要點(diǎn)，而且效率更低。因此，低雷諾值紊流模型被應(yīng)用在這里僅僅是檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型結(jié)果的精確性。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)編碼可以產(chǎn)生用數(shù)字表示的解決方法解決許多流體問(wèn)題。為了保證數(shù)據(jù)的好的收斂性和格子不受約束的解決方法，應(yīng)用流體動(dòng)力學(xué)編碼是該十分小心的。有效的模擬標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)模擬預(yù)測(cè)和已知的文獻(xiàn)（例如流體和管道流體）得到的實(shí)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較容易掌握。流體環(huán)面是軸對(duì)稱(chēng)的，兩個(gè)空間的格子用來(lái)仿真。簡(jiǎn)單的說(shuō)，只考慮兩個(gè)虛擬模型的連接。圖2表述流體范圍和格子的示意性在模擬中被考慮進(jìn)去。例如一個(gè)模擬情況的桿和聯(lián)軸的尺寸如下：桿長(zhǎng)=25cm桿半徑=0.011cm管道半徑=0.031cm聯(lián)軸半徑=0.023cm在指定邊界的情況下，簡(jiǎn)言之，管道系統(tǒng)被認(rèn)為是運(yùn)動(dòng)的桿而聯(lián)軸認(rèn)為是靜止的，流體的流速（或物體的速度）在指定范圍內(nèi)。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法用于計(jì)算平均管壁的剪切力和不同桿速的壓力變化、環(huán)面幾何學(xué)、聯(lián)軸尺寸流體雷諾值。為了獲得有用數(shù)據(jù)的集中和獨(dú)立網(wǎng)格的解決方法，殘余數(shù)據(jù)，所以所有變化都要小于510，另外，y作為第一個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)在管壁附近，管道大于30，由于標(biāo)準(zhǔn)法選擇5到20統(tǒng)一的交叉網(wǎng)格和150到200不統(tǒng)一的網(wǎng)格半徑方向作為低雷諾值方法，軸向長(zhǎng)度取管道直徑的200倍（在里面充分發(fā)展水力流動(dòng)的環(huán)境）。使用這些數(shù)字化條件將導(dǎo)致在使用不同的網(wǎng)格空間所獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果和使用不同的紊流模型方法檢測(cè)獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果沒(méi)有評(píng)估差異。簡(jiǎn)化模型計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法是合理靈活多變的，但他要求廣泛的計(jì)算做支持。為了工程設(shè)計(jì)更有效的方法被采納。一些工作存在于與我們目標(biāo)相關(guān)的文獻(xiàn)中，經(jīng)驗(yàn)的綜合為摩擦因素從特定的運(yùn)動(dòng)桿和聯(lián)軸的薄片狀流體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得到發(fā)展，Shigechi（史戈赤）發(fā)表了有關(guān)在鐵路軌道中紊流和熱傳遞的分析解決方案，通過(guò)VanDriest(梵.得瑞斯特)使用修改的混合長(zhǎng)度原始的紊流模型的建議。這個(gè)模型從基本的理論原理方面被發(fā)展，他還能應(yīng)用于解決一個(gè)簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)模型的桿式泵中的摩擦因數(shù)。模型的基本方