外文翻译--关于杆式抽油泵中紊流摩擦的预测 中文版.doc

长江大学机械工程学院毕业设计外文翻译资料题目：API偏置抽油机设计学生：李晶晶学院：机械工程学院专业班级：机械1033班指导教师：郭登明辅导教师：郭登明时间：2007-4-1长江大学机械工程学院教研室社会石油工程39800关于杆式抽油泵中紊流摩擦的预测美国塔尔萨社会石油工程成员J.Xu,S.A.Shirazi,Z.Schmidt和R.N.Biais及Doty博士。社会石油工程成员1998年著这篇文章是通过一个作者简述的社会石油工程计划选择二叠纪。现在，社会石油工程成员还没有回顾、作者还没有修正文章的内容。现在这份材料没有必要细想任何社会石油工程成员，办公室成员或职员的地位。也许现在社会石油工程编辑在公开回去社会石油工程会议。禁止电子再现，分类或为商业目的不顾社会石油工程成员所写内容精简这篇文章的任何部分。允许复印，但不允许缢离300个词语。图表可能不能够复制。摘要必须包括出自哪里和作者姓名的著作。社会石油工程P.O.,BOX833836,Richardson,TX75083-3836,传真：972-952-9435简介有杆抽油泵中摩擦力对检测和分析有杆泵系统装置有重大影响，该摩擦力是由活塞杆在流体中做往复运动产生的。现在有关管道中流量的研究都受到包含运动杆和联轴对层流平流的限制。由于低黏度流体和杆周围的联结使流体呈涡流状，所以在近期的研究中关于静止管壁和运动杆/联轴环形区域，简易模块使用混合长度方法相比流体动力学的计算编码计算效率更高，流体动力学的计算编码使用模型标准去检测有运动杆和联结环面的紊流摩擦系数，简化模型已发展到可去检测带有运动杆环面的紊流摩擦系数，这些模型结果彼此进行比较后得到有用数据，另外，在杆/联轴和流体间的摩擦系数按照以下4个参数可以描述为杆与管道半径的比值，联轴与管道半径的比值流体的雷诺值和相对杆的速度。绪论有杆泵体系早已有历史记录，在最有名和最有影响力的石油开采中的人工举升方法，直到20世纪50年代末，在动态数学模型方面才做出了足够努力并并取得了发展，该模型能够在检测有杆泵系统的性能中得到使用，先前的努力仍受到杆和流体的动态限制，流体的动态性不仅对层状流体有限制，而且受到臆测着的严格把握，紊流的粘性摩擦和库仑摩擦都在先前的研究中被忽略。在泵作用和低黏度流体的共同作用下，在管道系统和杆共同组成的环面中的流体是十分紊乱的（尤其是在泵作用系统中杆速度最大部分）。当然，联轴分布沿杆部分增加液体或气体的紊乱。根据实验的迹象和和理论的分析表明紊流的粘性摩擦在有杆中分布式的摩擦与杆的联轴是薄片状摩擦的几倍。因而，有必要说明杆式抽油泵系统的紊流摩擦模型在设计和方针方面的问题。在当今的工作中，计算流体动力学是用来分析管道系统和杆共同组成的环面中的紊流体问题。这个方法被用来预测杆、管道系统和联轴的摩擦系数。另外，一个简化的模型被用来预测杆和管道系统中的摩擦系数。数学模型图1阐述一个由固定环形系统、运动杆和联轴组成的环形区域的示意图。杆和联轴贯穿上部和下部，而流体主要流过上部。因此，在环面中的流体是自然复杂并且瞬时的。如同上述，计算流体动力学可以被用来预测流体瞬时的液压，但是计算很容易和现在计算机的性能完全混淆，所以，一些简单的设想用于发展对分析流体有效的解决方法。例如，假设流体既不以恒速向上或向下运动。这种假设非常简化计算流体动力学方法并促进了简化模型的发展。计算流体动力学方法用于验证简化模型的建议，同时用于评价连接杆因外形复杂而很困难完成的几何分析法的影响。由于验证数据与这相关问题都被限制，仅仅就是在这些特殊的情况可用，计算流体动力学使用的工具固定杆可提供低成本的可靠分析。简化方法和综合的计算流体动力学都被认为是种突破。综合计算流体动力学方法现今研究把商业中有用的计算流体动力学编码称为TMCFX，计算流体动力学编码解决特殊领域中的调节流体平衡，流体在环形系统中形成紊流，需要紊流模型去检测流体区域。有些紊流模型可用于11CFX包括标准模型、低雷诺值的模型、RNG模型和雷诺压力模型。当今工作标准模型和低雷诺值翻译模型都被用来解决紊流或旋涡粘性。标准紊流模型使用动力学的能量k和它的消散比是有效的，而且被用来解决许多工程问题和复杂的几何问题。良种紊流模型都可以用来预测在移动杆和联合所组成的复杂的几何图形所在的几何区域中的紊流问题。低雷诺值紊流模型与紊流模型相比要求更多的格子要点，而且效率更低。因此，低雷诺值紊流模型被应用在这里仅仅是检验标准模型结果的精确性。计算流体动力学编码可以产生用数字表示的解决方法解决许多流体问题。为了保证数据的好的收敛性和格子不受约束的解决方法，应用流体动力学编码是该十分小心的。有效的模拟标准通过模拟预测和已知的文献（例如流体和管道流体）得到的实物实验数据比较容易掌握。流体环面是轴对称的，两个空间的格子用来仿真。简单的说，只考虑两个虚拟模型的连接。图2表述流体范围和格子的示意性在模拟中被考虑进去。例如一个模拟情况的杆和联轴的尺寸如下：杆长=25cm杆半径=0.011cm管道半径=0.031cm联轴半径=0.023cm在指定边界的情况下，简言之，管道系统被认为是运动的杆而联轴认为是静止的，流体的流速（或物体的速度）在指定范围内。计算流体动力学方法用于计算平均管壁的剪切力和不同杆速的压力变化、环面几何学、联轴尺寸流体雷诺值。为了获得有用数据的集中和独立网格的解决方法，残余数据，所以所有变化都要小于510，另外，y作为第一个网格点在管壁附近，管道大于30，由于标准法选择5到20统一的交叉网格和150到200不统一的网格半径方向作为低雷诺值方法，轴向长度取管道直径的200倍（在里面充分发展水力流动的环境）。使用这些数字化条件将导致在使用不同的网格空间所获得的数据结果和使用不同的紊流模型方法检测获得的数据结果没有评估差异。简化模型计算流体动力学方法是合理灵活多变的，但他要求广泛的计算做支持。为了工程设计更有效的方法被采纳。一些工作存在于与我们目标相关的文献中，经验的综合为摩擦因素从特定的运动杆和联轴的薄片状流体实验数据中得到发展，Shigechi（史戈赤）发表了有关在铁路轨道中紊流和热传递的分析解决方案，通过VanDriest(梵.得瑞斯特)使用修改的混合长度原始的紊流模型的建议。这个模型从基本的理论原理方面被发展，他还能应用于解决一个简单数学模型的杆式泵中的摩擦因数。模型的基本方程起源于简化的平均时间NavierStokes(耐维斯筹克斯)方程和假设涡流粘性。一个简单修改过的混合长度模型用于涡流流体，这个模型要求分配涡流的动力扩散率或者涡流粘性，速度v。方法是分配涡流粘性然后计算侧面的速度和管壁的剪切力就像管道中或者同中心的环形区中充满流体。但像这样先