基于響應(yīng)面法的泥沙分離器的優(yōu)化研究.pdf

1、本文主要研究鉆進(jìn)過程中，固控系統(tǒng)中應(yīng)用的泥沙分離器，由于泥沙分離器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況條件對其分離效率有很大的影響，通過對結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計以及對工況條件的合理選擇來提高分離效率并降低能量的損耗。
　　泥沙分離器的結(jié)構(gòu)參數(shù)如：溢流口直徑、底流口直徑、錐度等變化時，分離效率也隨之改變，結(jié)構(gòu)各參數(shù)之間存在非線性問題。本文擬采用響應(yīng)曲面法來解決各個參數(shù)之間相互的作用來提高分離效率，并研究給礦壓力與固體顆粒之間的濃度變化對分離性能的影響。采用CF

2、D對泥沙分離器中的固液分離進(jìn)行數(shù)值模擬，分析流場變化對分離效率的影響，通過Design-Expert實現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的求解和三維曲面模型的建立，應(yīng)用響應(yīng)面法擬合試驗數(shù)據(jù)與參數(shù)變量之間的函數(shù)關(guān)系。
　　分析表明：
　　（1）分離過程中固相顆粒的濃度過高導(dǎo)致固體顆粒之間的相互碰撞增加、分離效率降低、能耗的增加；
　?。?）溢流管插入深度決定泥沙分離器的預(yù)分離空間區(qū)域的大小，隨著深度的增加，致使對分離效率出現(xiàn)先增加后降低的變化趨

3、勢；
　?。?）適當(dāng)?shù)囊缌鞴鼙诤窨山档屯牧鲝?qiáng)度提高分離效率；
　?。?）對于直徑為100mm的分離器其錐度大約在10°~16°之間，否則會破壞分離的機(jī)制，錐度的變化對分離效率的影響近似為拋物線。
　　根據(jù)響應(yīng)面法擬合分離效率與結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的非線性函數(shù)方程，并獲得以分離效率為目標(biāo)的多變量函數(shù)和變量之間的變化曲面圖。對泥沙分離優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬，可知其壓力場分布均勻，壓力梯度較小，顆粒更容易進(jìn)入外旋流而被分離，從而有