基于均匀设计的混砂车搅拌桨结构改进.pdf

《基于均匀设计的混砂车搅拌桨结构改进.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械设计与制造第5期120MachineryDesign&Manufacture2013年5月基于均匀设计的混砂车搅拌桨结构改进周思柱，刘奔，华剑，刘春雪，王勇，黄天成(长江大学机械工程学院，湖南荆州434023)摘要：为了提高压裂液的混合效率，以HS210混砂车搅拌桨为研究对象，在保证压裂液质量的前提下，利用均匀设计法安排试验，用流体分析软件FLUENT对各种试验条件下的混合流场经行了模拟计算。通过对试验结果的回归分析，分别建立了搅拌桨参数与搅拌功率、搅拌时间的关系式，提出了显著影响搅拌功率和搅拌时间

2、的设计参数，并以最小搅拌时间为目标对搅拌桨进行了结构改进，最后对改进后的模型进行模拟验证。结果表明，改进后的搅拌系统能减少混合时间，提高混砂车的工作效率。关键词：搅拌桨：均匀设计；数值模拟；回归分析；结构设计中图分类号：TH16；TB482．2文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)05—0120—03StructureImprovementoftheStirringPaddleofFracturingBlenderTruckBasedonUn_fOrmDesignZHOUSi-zhu，L

3、IUBen，HUAJian，LIUChun-xue，WANGYong，HUANGTian—cheng(SchoolofMechanicalEngineering，YangtzeUniversity，Hu’nanJingzhou434023，China)Abstract：Inordertoimprovethemixingefficiencythefracturing)quid，thestirringpaddletheHS210fracturingblendertruckistheobjectstudy．U

4、nderthepremiseensuringthequdi~0jthefracturingfluid，itusedauniformdesignmethodtoarrangetestandsimulatealltheteststhrough-fluidanalysissoftwareFLUENT．Throughtheregressionanalysisoftestresults．therelationsbetweentheimpellerparametersandmixingpower&mixingtim

5、earerespectivelyestablished．Alsoitmadeas~ificarttimpactonthedesignparametersthemixingpowerandmixingtime，andimprovedthestructuralqstirringpaddleforthetargetD厂minimummixingtime．UsingtheFLUENTsoftwaretosimulateandvalidatetheimprovedmodel，theresultshowsthatt

6、heimprovedimpellerscanreducethemixingtimeandimprovetheworkefficiencyoffracturingblendertruck．KeyWords：StirringPaddle；UniformDesign；NumericalSimulation；RegressionAnalysis；StructureDesign的试验工作。正交试验设计虽然与全面试验相比大大减少了试验ll商次数，但是，它的试验次数是水平数平方的整数倍。在生产和科研压裂作业是油田增产

7、的主要措施，压裂液搅拌装置的性能中，当因素的水平数大于5时，往往因试验次数太多而不适用，尤对搅拌效果有重要影响。随着油田开发难度的增大，用户对压裂其对试验周期长、费用高的试验更是如此。均匀设计一种近年液搅拌装置的性能和搅拌均匀度提出了更高的要求。用CFD(计来我国兴起的新型试验设计方法，其特点是不考虑试验点的“整算流体动力学)方法，来模拟和预测各种几何尺寸和操作条件的齐可比”性，而让其在试验范围内充分地“均匀分散”，可以大大地搅拌混合流体的流动和混合特性，是搅拌混合技术的发展趋势，减少试验点的数量。由于

8、均匀设计不再具有整齐可比的特性，不与试验方法相比，CFD方法可以轻松方便的提取混合设备的速度能像正交试验那样，通过简单的方差分析方法来处理所得的数场、温度场和浓度场。据，而必须借助计算机进行数据处理。运用计算机处理均匀设计以HS210混砂车搅拌桨为研究对象，利用均匀设计法安排的试验数据，不仅可以考察各参数对因变量的影响，而且能根据试验，用流体分析软件FLUENT对各组试验进行模拟计算，将得有限的试验数据研究参数之间的相互关系。到的结果用回归