混砂车搅拌罐搅拌混合过程及效果研究

混砂车搅拌罐搅拌混合过程及效果研究

搅拌器被广泛应用于机械、化工、生物等行业中,具有搅拌速率快、反应空间大等优点。一般来说,根据搅拌目的的不同,搅拌操作可分为不同的类型,如使物料混合均匀、传热、传质等,作为生产中的一个环节,混合效果将影响后续的生产过程。

特别是在油气田开发的中后期,压裂是油气开采的一个重要环节,压裂液的质量直接影响油气的产量。而压裂液的配置主要是在混砂车搅拌罐中进行的,其搅拌混合效果将直接影响压裂作业。

首先分析了常见搅拌罐内流场国内外研究现状,对比了试验研究和数值模拟方法,指出了数值模拟方法的优势。接着进行了搅拌罐内流场数值方法的探讨,其中湍流模型选择标准k-e模型,多相流模型选择的是Mixture模型,搅拌桨区域采用的多重参考系法,算法采用分离式算法。

利用前处理软件ICEM CFD划分混砂车搅拌罐的网格,对旋转区域和静止区域分别划分网格,最后进行装配。固相设置为石英砂,液相为水,采用Fluent软件来进行模拟计算,初步得到了混砂车搅拌罐内的速度场和浓度场,引出对其结构参数和操作条件优化的必要性。

研究了混砂车搅拌罐的结构参数(进水口高度、叶轮浸入深度、层间距)对速度场和浓度场的影响,以混合时间、搅拌功率和单位体积混合能三个指标来评价搅拌效果;同时也研究了操作条件(含砂比、搅拌转速)对速度场和浓度场的影响,以上述的三个指标来评价搅拌效果。