單螺桿泵特性試驗(yàn)doc資料

1、單螺桿泵特性試驗(yàn)單螺桿泵特性試驗(yàn)摘要通過(guò)進(jìn)行單螺桿泵特性參數(shù)隨泵出口管線(xiàn)結(jié)構(gòu)及吸入口管線(xiàn)結(jié) 構(gòu)變化的試驗(yàn)研究，繪出了泵的特性參數(shù)與出口壓力、吸入口真空度的 關(guān)系曲線(xiàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，改變泵出口管線(xiàn)結(jié)構(gòu)，使泵出口壓力在一定 范圍內(nèi)工作時(shí)，流量變化大，而且泵效率較高，可以作為泵調(diào)整參數(shù)的 一種手段；而改變泵吸入口管線(xiàn)結(jié)構(gòu)不宜作為泵的調(diào)整參數(shù)手段。敘詞螺桿泵特性參數(shù)調(diào)整參數(shù)試驗(yàn)The sin gle scew pump characteristic parameter in terrelati on ship c urves with the pump outletpressure and the s

2、ucti on vacuum was draw n after the test, the c haracteristic parameter was affected by the alteration of the outlet line and the suction line structur e, was done. The testresults have proved that the flow rate widely varied and the pump efficiency is high when the pump outlet line structure was al

3、tered and the outlet pressure was con trolled in a special limit.To vary the pump outlet line structure could be one method of adj usti ng the pump characteristicparameter.單螺桿泵在油田鉆井、采油及輸油等方面正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng) 用。單螺桿泵工作時(shí)，經(jīng)常遇到調(diào)節(jié)泵流量問(wèn)題。對(duì)于這種體積式泵， 其流量的調(diào)節(jié)方法常用的有兩種。一是改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；二是改變排出管 線(xiàn)或吸入管線(xiàn)結(jié)構(gòu)（通常是改變排出口閥門(mén)或吸入口閥門(mén)的開(kāi)啟度 ）?，F(xiàn) 文

4、主要討論第2種方法。然而，管線(xiàn)結(jié)構(gòu)的改變除了改變泵的壓力、流 量外，對(duì)泵的能耗、效率將產(chǎn)生多大程度的影響 ？改變泵出口閥門(mén)開(kāi)啟 度與改變泵吸入口閥門(mén)開(kāi)啟度對(duì)泵特性的影響有何不同 ？針對(duì)這些問(wèn) 題，我們進(jìn)行了以下2項(xiàng)室內(nèi)試驗(yàn)。a）單螺桿泵流量、泵軸力矩、效率等參數(shù)隨出口壓力變化的特性試 驗(yàn)。b）單螺桿泵流量、泵軸力矩、效率等參數(shù)隨吸入口真空度變化的特性試驗(yàn)。1試驗(yàn)方法及試驗(yàn)結(jié)果圖1為單螺桿泵特性試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)原理圖。試驗(yàn)介質(zhì)為清水、室溫。試驗(yàn)用單螺桿泵結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：螺桿直徑© 42mm,襯套導(dǎo)程241mm，螺桿偏心距7.1mm，額定揚(yáng)程500mm。試驗(yàn)分兩種情況，一是 將吸入口閥門(mén)12全

5、部開(kāi)啟，改變排出口閥門(mén)7的開(kāi)啟度，同時(shí)測(cè)試出 口壓力、流量、泵軸力矩、轉(zhuǎn)速和吸入口真空度這些參數(shù)，測(cè)試數(shù)據(jù)如 表1 ;二是將吸入口閥門(mén)12全部開(kāi)啟，然后關(guān)小排出口閥門(mén) 7,待出 口壓力增至7.0MPa，排出口閥門(mén)7開(kāi)啟度固定不動(dòng)，再逐漸關(guān)小吸入 口閥門(mén)12，使吸入口真空度不斷增加，同時(shí)測(cè)試泵出口壓力、泵軸力 矩、泵軸轉(zhuǎn)速及排出流量這些參數(shù)，測(cè)試數(shù)據(jù)如表 2。分別以泵出口壓 力和吸入口真空度為橫坐標(biāo)，以流量、軸功率、效率為縱坐標(biāo)繪制泵特 性曲線(xiàn)，1 電機(jī)；2扭矩儀；3軸承箱；4三通；5單螺桿泵； 6排出口壓力表；7排出閥門(mén)；8排出管線(xiàn)；9計(jì)量罐；10放 水閥門(mén)；11 水箱；12 泵吸入閥門(mén)；13

6、 吸入管線(xiàn)；14 吸入口真 空表圖1單螺桿泵試驗(yàn)臺(tái)工作原理表1改變單螺桿泵出口壓力的特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè) 試 值計(jì) 算 值序號(hào)出口壓力po /MPa吸入口壓力pi /MPa實(shí)際流量Qp /m3 . d 1泵軸力矩Ma /速n /r. min 1 軸功率Pa /kW有效功率Pf /kW體積效率n /%機(jī)械效率nm/%泵效率n/1 0.1 0.076 101.0586.36 251 2.27 0.028 97.261.271.232 2.0 0.076 100.20 128.79 250 3.37 2.230 96.81 68.39 66.203 2.2 0.078 100.15 136.82 250

7、3.58 2.460 96.76 71.01 68.804 3.2 0.0795 3.8 0.0796 5.3 0.0827 7.2 0.0868 8.4 0.09699.20 184.97 250 4.84 3.580 95.85 77.25 74.0298.81 213.63 250 5.59 4.260 95.47 79.74 76.26 94.00 288.15 249 7.51 5.680 91.17 82.91 75.6386.50 379.04 245 9.72 7.120 85.29 85.91 73.2576.20 424.49 237 10.53 7.320 77.67 8

8、9.55 69.53表2改變單螺桿泵吸入口真空度的特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè) 試 值計(jì)序號(hào)出口壓 力po /MPa吸入口真空度phs / MPa實(shí)際流 量Qp /m3 . d 1泵軸力矩Ma /N. m泵軸轉(zhuǎn)速n /r. min 1 軸功率Pa /kW有效功率Pf /kW體積效率n /%機(jī)械效率nm/%泵效率n/%1 7.00 0.0493 87.70 363.13 246 9.35 7.06 86.12 87.62 75.512 6.80 0.0293 86.00 362.82 247 9.38 6.74 84.41 85.08 71.863 6.50 0.0157 84.70 355.48 247 9

9、.19 6.36 82.84 83.50 69.214 5.50 0.0092 72.10 298.85 250 7.82 4.58 69.67 84.10 58.565 4.40 0.0079 63.60 262.55 250 6.87 3.23 61.46 76.58 47.026 1.60 0.0039 31.30 134.52 250 3.52 0.58 30.24 54.31 16.48pN曲線(xiàn)：出口壓力與泵軸功率關(guān)系曲線(xiàn)pQ曲線(xiàn)：出口壓力與實(shí)際流量關(guān)系曲線(xiàn)p n曲線(xiàn)：出口壓力與泵效率關(guān)系曲線(xiàn)圖2改變泵出口壓力的特性試驗(yàn)Hs N曲線(xiàn)：真空度與泵軸功率關(guān)系曲線(xiàn)HsQ曲線(xiàn)：真空度與實(shí)際流

10、量關(guān)系曲線(xiàn)Hs n曲線(xiàn)：真空度與泵效率關(guān)系曲線(xiàn)圖3改變泵吸入口真空度的特性試驗(yàn)2試驗(yàn)分析a) 單螺桿泵理論流量、泵效率、體積效率和機(jī)械效率分別采用以下各式計(jì)算：n =103A pQy( 1 . 44Ma . n)(1)Qt=l440 4eDTn(2)n v=Qp/Qtn m=103QtA/( 1 . 44Ma . n)(4)式中，Qt為泵理論流量，m3/d ； n為泵效率；nv為泵體積效率；n m為泵機(jī)械效率；Qp為泵實(shí)際流量，m3/d ; Ap為泵出口與吸入口壓 差，MPa ; D為螺桿斷面直徑，m ； T為襯套導(dǎo)程，m ； Ma為泵軸力 矩，N.m ； n為泵軸轉(zhuǎn)速，r.min-1 ； e

11、為螺桿偏心距，m。依據(jù)以上各式及表1、表2測(cè)試數(shù)據(jù)，計(jì)算泵在不同工況下的泵軸功率、有效功率、泵效率、體積效率及機(jī)械效率。其計(jì)算值亦列于表1、表2中。b) 由表1、圖2可以看出，隨著泵出口壓力的增加，泵的流量逐漸減小，泵效率變化呈拋物線(xiàn)形，有一最高效率點(diǎn)。泵體積效率呈遞減趨 勢(shì)，機(jī)械效率呈遞增趨勢(shì)(如圖4)，這說(shuō)明隨出口壓力的增加，螺桿與 襯套之間的間隙加大，螺桿在襯套內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力矩減小，導(dǎo)致機(jī) 械效率增加；同時(shí)，高壓液體沿螺桿-襯套副密封線(xiàn)的竄流現(xiàn)象加劇， 導(dǎo)致泵體積效率的降低。由表1數(shù)據(jù)還可以看出，出口壓力在 3.28.4 MPa范圍內(nèi)變化時(shí)，效率最大差值為 6.73%。參考離心泵的高

12、效工作 范圍1 ,也可以認(rèn)為該范圍即屬于螺桿泵高效工作范圍。當(dāng)然，具 體的高效工作范圍應(yīng)視具體的泵而定。c）關(guān)小吸入口閥門(mén)相當(dāng)于人為降低泵的充滿(mǎn)度，這必將導(dǎo)致泵流量 減小、泵吸入口真空度增加，這一點(diǎn)亦被試驗(yàn)所證實(shí)。由表2、圖3和圖5可以看出，隨著泵吸入口真空度的增加，泵的流量、軸功率、效 率、體積效率和機(jī)械效率均呈下降趨勢(shì)。但當(dāng)吸入口真空度在0.10.015MPa之間變化時(shí)，以上各參數(shù)均呈下降趨勢(shì)，但下降幅度較小。這 說(shuō)明，一定范圍內(nèi)吸入口真空度的變化對(duì)泵特性影響較??；而一旦超出 該范圍，則各參數(shù)呈直線(xiàn)下降趨勢(shì)，泵的工作狀況大大惡化。因此，當(dāng) 泵吸入口真空度大于某一規(guī)定的值時(shí)，雖然泵的特性參數(shù)能得以大幅度 提高，但由于泵機(jī)械效率、體積效率及總效率大大降低，因此應(yīng)禁止泵 在