本文通过了解压裂泵车设备的工作原理以及研究压裂泵吸入性能国内外现状,针对目前吸入管汇在吸入过程中,管道发生的断流、沉砂、汽蚀、噪声和振动等吸入性能差现象,提出了利用Fluent流体软件,模拟吸入管汇和泵阀在吸入过程中流场压力的情况。通过计算管道和泵阀的阻力损失以及液缸空化来改进吸入管汇的结构,从而来提高吸入管汇吸入性能,延长压裂泵的使用寿命。论文首先对五缸往复泵曲柄初相角的布置进行了优化。根据五缸往复泵吸入管汇各断面瞬时流量波动情况对泵吸排性能的影响,采用无量纲化的思想建立了各缸瞬时吸入流量的组合优化计算方法,选出了8种较优的曲柄初相角布置方案;此外,从曲轴强度考虑,对排出过程中曲轴受力和所受弯矩进行了分析,通过对比3号液缸对应的曲柄所受弯矩的影响,确定出了两种最优的曲柄初相角布置方案。此2种优化方案有效地降低了吸入液体产生的附加惯性水头损失、减轻了管路断流沉砂问题。然后建立了压裂泵泵阀的简化模型,对压裂泵泵阀流场进行了数值模拟。由于泵阀与吸入管汇连接,泵阀的好坏对吸入性能直接造成影响。在模拟泵阀时,根据阀盘的运动特性,掌握了阀盘运动过程中阀盘的升程、速度及加速度之间的规律。再者,利用UDF编译生成动网格,分别分析了曲柄转角在0°~180°之间运动时,泵阀在不同冲次、不同的锥角下阀盘上下面的压差、液缸内的压力以及液缸的空化现象,选出了在吸入过程中最优的泵阀冲次及锥角。基于上述两个部分的研究,对吸入管汇在吸入过程中流场压力的变化进行了数值模拟。通过了解影响吸入管汇吸入性能的主要因素后,利用Fluent软件分析了不同吸入管汇管径,不同倾斜角,不同支管拐角以及渐缩式管径等13种结构下吸入管汇各支管出口压力,得到了各个结构下吸入管汇的阻力损失。此外,利用Fluent固液两相流模拟了5种典型的吸入管汇结构对管道沉砂的影响,比较在不同管汇结构下固体颗粒的体积分数值,选出了较优的管汇结构。最后对吸入管汇对液缸空化的影响进行了数值模拟。通过8种不同的吸入管汇与泵阀连接的结构,利用Fluent动网格编译UDF控制吸入过程中吸入管汇出口流速及液缸运动过程,分别分析了在不同管径、不同总管倾斜角、不同支管拐角、不同锥角以及总管渐缩式结构情况下液缸的空化情况,通过模拟结果比较液缸空化值,得到了吸入管汇的总管管径越大、倾斜角越小、支管拐角越小且泵阀锥角选为60°时,空化值较小。