表面活性劑對(duì)突擴(kuò)和突縮流局部阻力特性的改變研究.pdf

1、在管網(wǎng)輸水系統(tǒng)中由突擴(kuò)和突縮等局部管件所引起的局部阻力損失約占30％，不可忽略。本文試圖揭示減阻劑的添加對(duì)突擴(kuò)和突縮局部水流阻力特性的影響規(guī)律，為合理設(shè)計(jì)一個(gè)基于表面活性劑的減阻管網(wǎng)輸水系統(tǒng)提供科學(xué)參考；同時(shí)闡明非牛頓流體流經(jīng)突擴(kuò)突縮的阻力特性。
　　本文首先在水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)下搭建了流通截面突變管路的阻力測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，以清水實(shí)證該平臺(tái)的可靠性之后，對(duì)三種突擴(kuò)比和突縮比的局部管路在確認(rèn)其上下游直管流阻力系數(shù)符合Bulasius

2、經(jīng)驗(yàn)式的基礎(chǔ)上，分別以清水和不同濃度的表面活性劑減阻稀溶液為流體，探究了突擴(kuò)和突縮局部阻力系數(shù)的受制因素及其影響規(guī)律。
　　清水流的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在雷諾數(shù)較大的紊流態(tài)下，清水流突擴(kuò)局部阻力系數(shù)基本不隨雷諾數(shù)增加而改變，部分文獻(xiàn)之間關(guān)于突擴(kuò)水流局部阻力系數(shù)是否隨雷諾數(shù)而改變觀點(diǎn)不同甚至迥異,主要是由于實(shí)驗(yàn)上下游管路流態(tài)、突擴(kuò)件幾何尺寸精度以及局部阻力損失測(cè)試取壓位置不同所造成的；清水流突縮局部阻力系數(shù)基本不受雷諾數(shù)影響。
　　

3、表面活性劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，同溫度、同濃度及同雷諾數(shù)時(shí)，細(xì)管的減阻率要大于粗管，即減阻存在管徑效應(yīng)，但只要壁面剪切應(yīng)力相同，即使管徑不同其減阻率也基本相同；在上游直管段減阻效果未完全消失前，突擴(kuò)局部阻力系數(shù)比清水流小且突擴(kuò)局部減阻率隨雷諾數(shù)增大而減小，最大減阻率約為40%；突擴(kuò)對(duì)下游流動(dòng)的影響范圍遠(yuǎn)大于清水流的15倍管徑；突縮局部阻力系數(shù)在低雷諾數(shù)區(qū)域高于清水流，在下游管存在明顯減阻時(shí)，突縮局部阻力系數(shù)大于清水流，在下游直管段減阻消失但上