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气液混输压缩器内部流场分布特性和气体压缩性能研究OA

Study on Flow Field and Gas Compression Performance of Gas-liquid Mixed Transmission Compressor

中文摘要英文摘要

高气液比工况下,气液旋流分离器分离效果不佳.为此提出了一种气液混输压缩器结构,在气液两相进入旋流分离器前,压缩气体并降低气液比.通过 CFD 数值模拟方法引入无量纲参数气体压缩率 η,开展了不同含气量下气液混输压缩器内部流场分布特性和气体压缩性能影响研究.结果表明,由于旋转离心作用,在两个压缩阶段中,压缩器内均出现了气体聚集和气液分离现象,随后在流道内这种现象逐渐减弱.随着入口含气量的增加,压缩器的气体体积分数变化呈先增大后减小的趋势,入口含气量为 40%时,压缩器气体体积分数变化最大,降低了 7.53%,此时压力增长值为32.25 kPa,出口处气体密度比为1.47;随着气相介质的增加,气体压缩率η 降低,入口含气量为10%时,气体压缩率最大,为37.4%,压缩器压缩性能最佳,此时压力增长值为50 kPa,出口处气体密度比为1.97.

Under high gas-liquid ratio conditions,the gas-liquid hydrocyclone has poor separation effect.Therefore,a gas-liquid mixed transport compressor is proposed,which compresses the gas and reduces the gas-liquid ratio before the gas-liquid two-phase enters the hydrocyclone.The CFD numerical simulation method was used,and the dimensionless parameter gas compressibility η was introduced to study the internal flow field distribution characteristics of the gas-liquid mixed transmission compressor and the influence of gas compression performance under different inlet gas volume fractions.The results show that due to the rotational centrifugal effect,gas aggregation and gas-liquid separation occurred in the compressor in both compression stages,and then this phenomenon gradually weakened in the flow channel.As the inlet gas volume fraction increases,the change in the gas volume fraction of the compressor increases first and then decreases.When the inlet gas volume fraction is 40%,the compressor gas volume fraction changes the most,decreasing by 7.53%.At this time,the pressure increase value is 32.25 kPa,and the gas density ratio at the outlet is 1.47.As the inlet gas volume fraction increases,the gas compressibility η decreases.When the inlet gas volume fraction is 10%,the gas compression rate is the largest,which is 37.4%,and the compressor has the best compression performance.Meanwhile,the pressure increase value is 50 kPa,and the gas density ratio at the outlet is 1.97.

李枫;张旭;邢雷;高扬;李新亚;关帅

东北石油大学 机械科学与工程学院,黑龙江 大庆 163318||黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室,黑龙江 大庆 163318东北石油大学 机械科学与工程学院,黑龙江 大庆 163318||黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室,黑龙江 大庆 163318东北石油大学 机械科学与工程学院,黑龙江 大庆 163318||黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室,黑龙江 大庆 163318||大庆油田博士后科研工作站,黑龙江 大庆 163458中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院,北京 100089东北石油大学 机械科学与工程学院,黑龙江 大庆 163318||黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室,黑龙江 大庆 163318东北石油大学 机械科学与工程学院,黑龙江 大庆 163318||黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室,黑龙江 大庆 163318

化学化工

气液混输压缩器气体压缩流场分析压缩性能数值模拟

gas-liquid mixed transmission compressorgas compressionflow field analysiscompression performancenumerical simulation

《机械科学与技术》 2026 (8)

1331-1340,10

国家自然科学基金项目(52304064)、国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点支持项目(U21A20104)、中国博士后科学基金项目(2023M730481)、黑龙江省自然科学基金项目(LH2022E017)及黑龙江省博士后基金项目(LBH-Z23039)

10.13433/j.cnki.1003-8728.20250002

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