本发明涉及混合，具体地说是一种多回路变流态混合系统及刻纹设计与性能评价方法。
背景技术：
1、我国碳酸盐岩油气藏勘探开发逐渐迈向超深层、超高温、超高压，已成为深层油气勘探的热点和油气储量增长的主体，展现了巨大的油气资源接替潜力。四川地区深层海相碳酸盐岩油气藏工程地质特征极其复杂，近年来，采用以胶凝酸为主的大规模酸压工艺，效果较好，有望进一步实现深层深地工程的勘探开发突破。
2、大规模酸压工艺核心在于大量胶凝酸配制，要实现大量胶凝酸速配，必须改进配酸工艺，由传统的配酸机向大型混配酸撬/车迭代，但配酸车仍然未能解决胶凝粉剂和液剂均匀混合、起泡、计量等问题，导致配酸效率基本未能得到大的提高、配酸质量达不到设计要求，因此，混配酸撬/车目前还未能代替传统配酸机。
3、解决问题的关键在于缓冲罐的设计，目前现场大量应用的缓冲罐只设计了搅拌功能，但由于搅拌器位置位于罐体中部，且由于酸液粘度原因，罐体内酸液旋转流动十分不均匀，不可能通过一次循环来实现均匀混合，多次循环时间上和其它混合方式差距不大，效率和质量并未能达到预期。
4、公开号：cn107261975a，公开了一种连续混酸设备，明通过连续配酸车和橇装缓冲罐的结合使用，实现了酸液的连续混配，同时通过混酸罐中配置除酸雾装置，有效去除酸液混合过程中产生的大量酸雾和泡沫，使整机的作业性能更加安全。
5、该现有技术使用双腔双搅拌器混合，依旧存在不能通过一次循环来实现均匀混合的问题。
6、公告号：cn106246157b，公开了撬装配酸装置及其配酸方法，抽真空系统利用真空泵对缓冲罐抽真空，使配酸工作时缓冲罐长期处于负压，为吸酸系统提供动力。
7、该现有技术中缓冲罐用途与本发明不一致。
8、公开号：cn115872504a，公开了一种用于污水处理的磁混凝沉淀一体化装置，在使用时，将污水导入反应池内，污水依次经过第一反应腔及第二反应腔，向所述第一反应腔内加入絮凝剂，向所述第二反应腔内加入磁粉，并持续通过第一搅拌机构及第二搅拌机构进行搅拌，使絮凝剂与污水以及磁粉与污水充分混合。
9、该现有技术属于近似领域，使用多回路、多搅拌器混合，依旧存在不能通过一次循环来实现均匀混合的问题。
10、总之，以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种多回路变流态混合系统及刻纹设计与性能评价方法，酸液经过一次循环以后既能实现成品酸输出，同时解决配酸过程中的酸雾和起泡问题。
2、为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一方面，本发明提供一种多回路变流态混合系统，包括罐体，所述罐体前端设置有进液口，所述罐体后端设置有排液口，所述罐体内在进液口与排液口之间设置至少一个回路混合模块；所述回路混合模块包括上挡板、下挡板、底座；所述底座上端设置有弧形槽，所述弧形槽表面设置有流态刻纹；所述上挡板上端与罐体内腔上壁连接，最前方上挡板在进液口后方，所述上挡板下端插入弧形槽中；所述下挡板固定设置在底座后端。
4、进一步地，流态刻纹面总高度为h，流态刻纹有n个刻纹，h/a0＜n＜h/2a0，刻纹间距为an，a0为常数，n为系数，则刻纹间距符合如下公式：
5、；
6、。
7、进一步地，所述弧形槽包括前后两个半圆，流态刻纹的刻纹高度与刻纹深度相等，为罐体壁厚的1%；a0=0.05r0，r0为弧形槽前后两个半圆的圆环半径。
8、进一步地，所述下挡板朝向进液口的表面设置有流态刻纹；
9、具体地，所述弧形槽包括前后两个半圆，所述弧形槽在前后两个半圆之间设置有分隔槽，所述分隔槽与下挡板平行；弧形槽中位于分隔槽前的流态刻纹向下旋转，弧形槽中位于分隔槽后的流态刻纹向上旋转。
10、进一步地，所述回路混合模块还包括搅拌器，所述搅拌器设置在罐体顶部，所述搅拌器的转轴插入罐体，指向弧形槽，所述转轴底部设置搅拌桨；
11、具体地，所述搅拌桨的搅拌叶片具有左、右两个平均流速点，平均流速点满足：
12、；
13、公式中，l0为单片搅拌叶片总长度，l1为单片搅拌叶片平均流速点长度；
14、具体地，以搅拌叶片的两个平均流速点为圆心形成两个球面，两个球面在底座的并集为弧形槽。
15、进一步地，所述回路混合模块还包括消泡装置，所述消泡装置设置在罐体顶部，所述消泡装置位于下挡板正上方，所述消泡装置的输出轴插入罐体，所述输出轴的底部设置第一消泡叶轮。
16、进一步地，所述罐体设置有液位控制系统，所述液位控制系统包括外置液位计和内置雷达液位计，所述内置雷达液位计与配酸系统电连接；
17、具体地，所述罐体整体呈长方形；所述进液口设置在罐体上壁前端；所述排液口设置在罐体侧壁下后端；所述罐体顶部设置有酸雾中和口；
18、具体地，所述上挡板呈上直下弯的状态，所述上挡板下部的弯弧与弧形槽中心面上的前弧弧度相同；
19、具体地，所述下挡板呈垂直状态，所述下挡板的高度为罐体高度的2/3；
20、具体地，所述搅拌桨与底座上端面平齐，所述搅拌桨设置在罐体1/2位置；
21、具体地，所述底座在分隔槽底设置排空口。
22、二方面，本发明提供一种多回路变流态混合系统中流态刻纹的设计方法，设计一方面所述一种多回路变流态混合系统中的流态刻纹，包括以下步骤：
23、s1、基础物理模型建立：
24、使用下述的基本公式建立动力学模型：
25、；
26、p是搅拌功率，w；
27、np是无量纲的功率数，取决于搅拌类型和流体特性；
28、ρ是流体密度，kg/m3；
29、n是搅拌器转速，rps；
30、d是搅拌器直径，m；
31、s2、流态刻纹的几何参数：
32、刻纹深度、刻纹宽度、刻纹间距；
33、s3、剪切应力公式，流体速度场：
34、流态刻纹几何参数影响剪切应力τ：
35、；
36、τ是剪切应力，pa；
37、μ是流体的动力黏度，pa·s；
38、是速度梯度，决定于流态刻纹的几何参数；
39、通过纳维-斯托克斯方程模拟流体流动：
40、；
41、是流体速度向量，m/s；
42、p是流体压力，pa；
43、μ是动力黏度pa·s；
44、是外力，如重力，kg；
45、s4、仿真设计步骤：
46、建立模型，使用仿真软件建立搅拌罐内壁流态刻纹的几何模型，设定刻纹深度、宽度和间距，定义搅拌器、罐体、流态刻纹和液体的材料和物理属性；
47、在流体域内划分网格，以捕捉流体在流态刻纹处的扰动情况；
48、设定搅拌器的转速n、液体的密度ρ和黏度μ，以及搅拌罐边界条件，流态刻纹的几何形状将作为壁面边界条件，影响流体流动；
49、通过 cfd 仿真求解纳维-斯托克斯方程，分析流体速度场、剪切应力分布、流体扰动情况，通过流场分布，找到最佳流态刻纹几何参数。
50、三方面，本发明提供一种多回路变流态混合系统中流态刻纹的评价方法，评价二方面所述设计方法得到的流态刻纹的性能，包括以下步骤：
51、f1、计算流态刻纹对剪切应力的影响：
52、；
53、τw是壁面剪切应力，pa；
54、cf是壁面摩擦系数；
55、ρ是流体密度，kg/m³；
56、v是刻纹区域的流速，m/s；
57、f2、刻纹对湍流的影响用湍流强度i来衡量：
58、；
59、u′是速度波动的均方根值；
60、u是平均流速，m/s；
61、f3、用颗粒沉降速度vs与流体流速对比来确定刻纹深度设计是否合适：
62、；
63、r是颗粒半径，m；
64、ρp是颗粒密度，kg/m³；
65、ρ是液体密度，kg/m³；
66、g是重力加速度；
67、μ是流体黏度，pa·s；
68、f4、搅拌罐整体混合功率通过增加的剪切应力计算出来，总的混合功率p可以表达为：
69、；
70、a是截面面积，m2。
71、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
72、1、本发明通过旋转流态的加强，使得在酸液流过系统时实现充分混合，实现胶凝酸液在线配制。
73、2、本发明通过搅拌器、弧形槽的设计减少沉淀，延长系统的维护间隔，提高了工作时率。
74、3、本发明通过设置消泡装置、酸雾中和口实现对泡沫和酸雾的防治。
75、4、本发明能设计出性能优异的流态刻纹。
1.一种多回路变流态混合系统，包括罐体，所述罐体前端设置有进液口，所述罐体后端设置有排液口，其特征在于，所述罐体内在进液口与排液口之间设置至少一个回路混合模块；
2.根据权利要求1所述的一种多回路变流态混合系统，其特征在于，流态刻纹面总高度为h，流态刻纹有n个刻纹，h/a0＜n＜h/2a0，刻纹间距为an，a0为常数，n为系数，则刻纹间距符合如下公式：
3.根据权利要求2所述的一种多回路变流态混合系统，其特征在于，所述弧形槽包括前后两个半圆，流态刻纹的刻纹高度与刻纹深度相等，为罐体壁厚的1%；a0=0.05r0，r0为弧形槽前后两个半圆的圆环半径。
4.根据权利要求2所述的一种多回路变流态混合系统，其特征在于，所述下挡板朝向进液口的表面设置有流态刻纹；
5.根据权利要求4所述的一种多回路变流态混合系统，其特征在于，所述回路混合模块还包括搅拌器，所述搅拌器设置在罐体顶部，所述搅拌器的转轴插入罐体，指向弧形槽，所述转轴底部设置搅拌桨；
6.根据权利要求5所述的一种多回路变流态混合系统，其特征在于，所述回路混合模块还包括消泡装置，所述消泡装置设置在罐体顶部，所述消泡装置位于下挡板正上方，所述消泡装置的输出轴插入罐体，所述输出轴的底部设置第一消泡叶轮。
7.根据权利要求5所述的一种多回路变流态混合系统，其特征在于，所述罐体设置有液位控制系统，所述液位控制系统包括外置液位计和内置雷达液位计，所述内置雷达液位计与配酸系统电连接；
8.一种多回路变流态混合系统中流态刻纹的设计方法，其特征在于，设计权利要求5所述一种多回路变流态混合系统中的流态刻纹，包括以下步骤：
9.一种多回路变流态混合系统中流态刻纹性能的评价方法，其特征在于，评价权利要求8所述设计方法得到的流态刻纹的性能，包括以下步骤：
