湍流边界层内表面活性剂减阻特性研究

论文摘要

湍流主要通过边界层流体与壁面的摩擦引起的,因此,研究表面活性剂的流向上边界层内湍流减阻性非常有意义,通过压降和粒子图像测速法分别研究了质量分数为10×10-6,50×10-6和100×10-6下的表面活性剂溶液与水的压降、范宁系数、减阻率、平均速度、速度分布云图、雷诺应力、涡量和涡量分布云图,实验发现:在表面活性剂的壁面范宁系数要比水时壁面的范宁系数要小,在质量分数为50×10-6时减阻效果最好,最大减阻率为20%。得出结论:表面活性剂的加入使湍流边界层的厚度增加,雷诺切应力减小,在靠近管道的中心处的涡量最小,随着远离管道的中心,涡量缓慢地增大,近壁区的涡量降低,表面活性剂的减阻溶液的涡量比水的涡量稍微大一点,说明主要抑制管道中心区域的湍流强度来降低阻力,从而达到减阻效果。

论文目录

• 1 实验装置
•   1.1 水循环系统和表面活性剂结构
•   1.2 粒子图像测速仪
•   1.3 数据处理方法
• 2 实验结果与分析
•   2.1 减阻率与范宁系数
•   2.2 边界层流场分析
•     2.2.1 平均速度
•     2.2.2 雷诺切应力
•     2.2.3 纵向涡量
•     2.2.4 减阻流场的涡量的横向分布
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李恩田,王丰海,刘洋

关键词: 表面活性剂,范宁系数,减阻率,雷诺应力,涡量

来源: 化学工程 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学

专业: 力学,有机化工

单位: 常州大学石油工程学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51376026),2017年江苏省高校中青年骨干教师境外研修计划

分类号: O357.5;TQ423

页码: 55-61

总页数: 7

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