赵文军 刘 欣 梁 刚 张子成 谈金祝

(南京工业大学机械与动力工程学院 江苏南京 211816)

螺杆泵因其输送介质的黏度范围大、效率高，被广泛应用于石化、食品、建筑以及船舶等行业。目前，单螺杆泵不仅被用于深井采油，也被广泛应用于含沙、固体杂质原油和稠油的输送。此时，螺杆泵的负载较小，即负载对泵的定转子接触行为影响较小，初始过盈量对螺杆泵的输送性能影响较大。定子单螺杆泵的定子与转子之间存在一定的过盈量，以保证泵内各腔间的密封，但同时也会带来定转子之间的接触和摩擦。当过盈量设计过大时，会导致泵的摩擦扭矩急速上升，导致泵的效率下降，甚至引起局部接触应力过大导致定子和转子的磨损破坏；当过盈量设计偏小时，单螺杆内各腔间的流体压差偏小，导致泵容积效率大幅度下降甚至不能提供足够的举升压力[1-3]。同时，不同工作压力对于螺杆泵转子与定子的接触压力也有着很大影响。

目前对螺杆泵的研究一直处在不断地发展和进步的过程中，但仍未有统一的理论说明螺杆泵内部定转子间的密封接触行为，并且很难通过实验的方法来研究螺杆泵内部接触压力的分布变化情况。因此目前主要采用有限元方法来分析和预测螺杆泵内部接触行为[4-7]。PALADINO等[8]基于CFD软件建立了螺杆泵3D瞬态流动模型，使用单向流模拟得到接触压力在螺杆泵中的分布情况，发现螺杆泵内部接触压力从入口到出口在轴向方向上近似为线性增长趋势。……