高增压比喷射器喷嘴优化与试验OA
Optimization and Experiment of High-pressure-ratio Ejector Nozzle
喷射器利用高压气源引射增压低压气井,但在增压比大于 2.5 的工况下易出现流场波动与失稳,制约引射性能.为此,采用数值模拟方法,以引射系数为评价指标,研究喷嘴关键结构参数对性能的影响,通过单因素分析与响应面法进行协同优化,并基于优化结果制造喷射器开展现场试验.结果表明:喷嘴喉道直径与长度均显著影响内部流场及引射性能,两者存在明显交互作用,其中喉道直径为主导因素.优化得到高效引射的最优参数区间:喉道长度0.63～0.68 mm,喉道直径6.42～6.52 mm.现场试验验证,该喷射器在高压入口压力 44.97 MPa 的驱动下,成功将低压入口压力 4.89 MPa 引射增压至 12.5 MPa 的管输压力,增压比达2.6,验证了优化方案的可行性与工程应用效果.研究结果为喷射器结构优化设计提供了理论依据与工程参考.
When boost pressure ratio exceeds 2.5,ejectors suffer flow fluctuations and instability.We use numerical simulation with entrainment coefficient as the index.It investigates the effects of key nozzle structural parameters on performance via single-factor analysis and response surface method.Results show that nozzle throat diameter and length both significantly affect internal flow and entrainment,with clear interaction.Throat diameter is the dominant factor.The optimal range is throat length 0.63～0.68 mm and throat diameter 6.42～6.52 mm.Verified by field tests,under high-pressure inlet of 44.97 MPa,the ejector entrains low-pressure inlet of 4.89 MPa and boosts it to pipeline pressure of 12.5 MPa,achieving a boost ratio of 2.6.This confirms the optimization's feasibility and engineering application.The results provide theoretical basis and engineering reference for ejector structure design.
冯春宇;王锦涛;钟子仪;齐军;余泓佚;杨应强
西南石油大学 机电工程学院,四川 成都 610500西南石油大学 机电工程学院,四川 成都 610500中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司,新疆 库尔勒 841000中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司,新疆 库尔勒 841000中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司川中油气矿工艺技术所,四川 成都 610213中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司第一采气厂,新疆 克拉玛依市 834000
机械制造
喷射器数值模拟引射系数响应面法结构优化
ejectornumerical simulationentrainment ratioresponse surface methodologystructural optimization
《液压与气动》 2026 (6)
77-86,10
国家科技重大专项(2024ZD1401803)
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