西氣東輸工程管道壁面涂料減阻機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文為了配合西氣東輸工程中采用管道壁面涂料減阻技術(shù)，應(yīng)用熱線測速技術(shù)，對風(fēng)洞中壁面覆蓋減阻涂料的平板湍流邊界層進(jìn)行減阻機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究。 在風(fēng)洞中用IFA300智能化熱線風(fēng)速儀和單絲邊界層微型熱線探針精細(xì)測量了不同壁面涂料的壁湍流平均速度剖面，利用壁湍流對數(shù)律平均速度剖面與壁面摩擦速度、流體粘性系數(shù)等內(nèi)尺度物理量的關(guān)系以及壁面摩擦速度與壁面摩擦切應(yīng)力的關(guān)系，通過非線性迭代擬合其中的壁面摩擦速度u*，用平均速度剖面法測量壁湍流的壁面

2、摩擦阻力和壁面摩擦系數(shù)，對三種涂料的壁面減阻性能進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn)研究，為進(jìn)一步認(rèn)識壁面減阻機(jī)理提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。這三種涂料分別是聚氨脂、環(huán)氧樹脂、瀝青，每種涂料三種厚度涂層，加上對比壁面，一共十塊實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。每一塊實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驮陲L(fēng)洞中用三個雷諾數(shù)(來流速度)吹風(fēng)。 用子波分析對平板湍流邊界層不同法向位置的流向速度的時間序列信號進(jìn)行多尺度分解，用自相關(guān)法確定了不同尺度湍流結(jié)構(gòu)的時間尺度，用子波系數(shù)的瞬時強(qiáng)度因子、平坦因子檢測壁湍流中的多尺度相

3、干結(jié)構(gòu)。提取了湍流邊界層不同法向位置多尺度相干結(jié)構(gòu)的條件相位平均波形，研究了多尺度相干結(jié)構(gòu)猝發(fā)的動力學(xué)過程。用子波系數(shù)的概率密度函數(shù)分析多尺度相干結(jié)構(gòu)對間歇性的影響。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，具有減阻效果的涂料使近壁區(qū)流向平均速度增加，緩沖層增厚，對數(shù)律區(qū)上移，產(chǎn)生減阻效果。通過改變平板湍流邊界層中不同尺度相干結(jié)構(gòu)的能量分布、條件相位平均波形、平坦因子、相對強(qiáng)度、發(fā)生概率，使湍流結(jié)構(gòu)相干性增強(qiáng)，流動有序化程度提高，從而對平板湍流邊界層中原有的