表面活性剂溶液在不规则管件内的湍流减阻特性

本文对常温下800 ppm的CTAC/NaSal表面活性剂减阻溶液在一些不规则管件内的减阻性能进行了实验研究和相关分析.研究结果表明,与直管段内的减阻效果相比,CTAC/NaSal减阻溶液局部管件内的减阻效果均呈现不同程度的减弱,且影响其减阻效果的因素不仅包括影响减阻溶液在直管段减阻效果的一切因素,还包括局部管件局部阻力系数大小及其自身结构特点.     

表面活性剂减阻溶液湍流传热结构研究进展

与聚合物添加剂相比,表面活性剂减阻剂具有寿命长不发生降解的特点,已被广泛地应用到集中供暖(冷)系统。表面活性剂在降低流体湍流摩擦阻力时,溶液的传热性能恶化。为了扩大表面活性剂在传热领域的应用,理解传热下降的原因,针对表面活性剂溶液的湍流传热结构目前开展了一些实验研究和理论分析,但仅处于探索阶段、尚未定论。为了进一步开展研究,对目前国内外关于湍流传热结构的研究,以及取得的成果做了分析和总结,并分析了目前研究存在的问题,对今后继续开展研究提出了自己的观点。     

低浓度CTAC减阻流体流动性能试验研究

通过对CTAC溶液的减阻性能的测量,得到了CTAC溶液的减阻性能随伴随盐浓度变化的特性。研究结果表明,即使对同种减阻方式,减阻也存在极限和优选。同时,应用激光相位多普勒测速仪进行减阻流体的湍流特性试验研究,得到了50种工况下流体的速度脉动曲线。研究还发现,减阻流体的横向和轴向速度脉动及雷诺应力明显小于牛顿流体;减阻流体的轴向和横向速度脉动之间的关联被明显抑制。     

添加筛网增强减阻流体湍流特性的试验研究

应用粒子图象测速仪对添加筛网后的CTAC(Cetyltrimethyl Ammonium Chloride)减阻流体湍流流场进行试验研究,得到了在筛网后不同位置的减阻流体湍流速度分布和平均速度分布。研究表明：在靠近筛网处,减阻流体的平均速度分布趋向于和水的速度平均分布相一致,而在远离筛网处,其平均速度分布趋向于减阻流体不加筛网时的平均速度分布;在筛网附近,CTAC减阻流体湍流核心区明显增大,在近壁面处出现强烈的漩涡波动,瞬间速度空间分布趋近于水的速度空间分布,在远离筛网处,CYAC减阻流体过度层明显增厚,在湍流核心区和过度层之间出现小漩涡,这表明被金属筛网破坏的胶束重新缔合成棒状胶束,恢复了减阻性能。     

一种两性表面活性剂腐蚀性和减阻特性实验研究

首先对两性表面活性剂十八烷基二甲基氧化胺（C20H43NO）的腐蚀性进行了定性测试,结果表明C20H43NO对集中供暖系统管道的腐蚀性较弱（相对于当地自来水）。同时还对C20H43NO水溶液在循环系统中的湍流减阻特性进行了实验研究：主要分析了该种减阻溶液的最佳浓度、温度效应及抗剪切特性等。结果表明：C20H43NO水溶液表现出良好的湍流减阻效应（测得的最大减阻率达到77％）和抗剪切特性,且减阻特性与溶液浓度和温度均有很大的关系;在60℃时减阻最佳浓度约为900ppm;1500ppm和900ppm时有显著减阻效果的温度范围为40～70℃,在低温和高温时不具有明显的减阻现象。     

表面活性剂减阻剂在集中供热系统中的应用试验研究

本文报道了2007年12月在我国首次进行的实际集中供热系统中加入减阻剂从而获得湍流减阻、增输和节能效果的应用试验研究.本次试验所用的减阻剂为十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)表面活性剂,同时配以等质量浓度的水杨酸钠(NaSal).试验用集中供热系统为青岛市内某供热小区,总水容量约为70 m3.试验过程中减阻剂加入浓度达到500 ppm,获得了明显的减阻增输和节能效果:主供水泵转速不变时加剂前后增输率最高达11.7%;假定通过降低泵转速使系统总流量在加剂前后保持不变,泵运行功率(耗电量)最大可减小28.4%.文中同时对本次试验中发现的有关问题进行了讨论.     

CTAC减阻流体湍流高阶矩的研究

本文对不同工况下氯化十六烷基三甲基季铵盐(Cetyltrimethyl Ammonium Chloride,简称CTAC)减阻流体二维流道速度场进行了实验测量,分析了倾斜因子及平坦因子等湍流高阶矩的分布特征.实验结果表明:CTAC溶液流动主流区的倾斜因子远离零值,速度概率密度函数偏离高斯分布远,各向异性强,且平坦因子较大,存在拟序结构,主要是脉动频率低、湍流能量小的大涡结构;近壁面的过渡层区倾斜因子偏离零值不远,各向异性小;过渡区存在强烈的湍流混合.     

添加筛网增强减阻流体传热性能的实验研究

本文对添加多种型式金属筛网后不同浓度及配比下减阻流体的传热及湍流特性进行了实验研究,对比分析了不同工况下减阻流体的压损率（PL）及传热增强率（HTE）,从而得到减阻流体传热及湍流特性的变化情况。研究结果表明：管道添加筛网后,在低雷诺数（Re）区,PL明显高于HTE;当雷诺数很低时,添加筛网不能改变减阻流体的传热性能,但雷诺数超过3.25×104时,添加筛网后其传热性能明显增强;相同雷诺数下浓度越高,筛网对胶束的破坏程度就越小,当雷诺数达到4.5×104时,其传热性能才开始增强;不同配比和浓度的减阻流体在相应临界雷诺数附近性能最佳。本文可为流体远距离输送、区域供热供冷等工程应用领域的节能降耗技术提供有力参考。     

平板湍流边界层微气泡减阻的大涡模拟

采用大涡模拟研究了通入微气泡对光滑平板及部分粗糙平板湍流边界层减阻的影响.在计算域进口引入扰动以在较短距离内生成雷诺数(基于边界层动量厚度)为1430的平板湍流边界层.利用Weierstrass-Mandelbrot分形函数生成算术平均粗糙高度为75μm的粗糙表面轮廓曲线.结果表明,微气泡体积分数增大时,作用在微气泡上...     

Experimental investigation of turbulent boundary layer flow with surfactant additives using PIV and PDA

Drag reduction of turbulent water flow with surfactant (CTAC) additives was experimentally investigated. By using PIV and PDA measurements, the spatial velocity distribution of surfactant solution flow was clarified in a two‐dimensional water channel. With an increasing Reynolds number, it was found that drag reduction of surfactant solution flow is enhanced within the region of drag reduction. However, in the region of post drag reduction, the drag‐reducing coefficient approaches one without surfactant when Reynolds number is increased. In the near‐wall region, velocity profiles of the drag‐reducing fluid are similar to, but not the same as, the laminar profiles of the Newtonian fluid. When compared to the case of water flow without surfactant, the velocity contour lines of the drag‐reducing fluid run approximately parallel to the wall. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 34(2): 99–107, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.20047     

自转清洗扭带管对流传热强化机理的实验研究

具有传热强化功能的自转螺旋扭带清洗防垢技术发展较快。应用激光测速仪LDV(Laser Doppler Velocimeter)实验研究自转清洗扭带管内流体的湍流特性。结果表明：在自转扭带竹带动下,管内流体的流动结构发生了反常态的变化。在近管壁环形区域内流体的轴向分速度明显比管中心区域的高,轴向湍流度比无白转扭带时大;切向分速度随半径的增大而增大,并且存在很大的径向湍流度。这些结果初步说明了自转螺旋扭带管对流传热强化的机理是：管内由扭带带动形成的强制旋流和轴向平行流叠加而形成的螺旋流动,以及近管壁环形区域内流速的增大,不仅加强了边界层流体的扰动以及边界层流体与主流流体的混合,并且使边界层厚度减簿,从而才使管内的对流传热得以强化。本文试验研究的结果为自转螺旋扭带管内对流传热强化机理的深入理论研究提供实验基础。     

应用激光多普勒测速仪研究湍流有旋自由射流

用激光多普勒测速仪对旋流器产生的强湍流有自由射流的速度场和湍流场进行了实验研究。实验结果表明,这种旋流器十分有利于中心回流区的形成,射流的平均速度分布沿轴向快速地衰减,有旋自由射流呈现湍流各向异性,特别是在回流区域中,本文对流场中湍流动量传递的方向进行了讨论。     

W型火焰锅炉炉膛温度场的可视化试验研究

使用火焰辐射图像探测系统探测炉膛空间发射到镜头各像素的辐射能量,然后从能量传递和平衡的角度,由所得图像重建空间的温度场。在300MW机组W型火焰炉进行了炉膛二维断面温度场可视化重建试验。试验在炉膛壁面布置4个CCD火焰探测器,采用计算机图像采集处理技术获取炉膛火焰辐射图像,通过对火焰辐射图像的处理以厦相关算法,重建炉膛断面温度分布、可动态反映火焰断面温度水平、火焰中心的偏穆和火焰刷墙等燃烧异常工况。断面温度场可视化结果刷新一次的时间不超过5S,满足在线监测的要求。