减阻水溶液槽道湍流特性pod分析-哈尔滨工业大学学报.pdfVIP

第４４卷　第７期 哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 Ｖｏｌ４４ Ｎｏ７ 　 　 ２０１２年７月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊｕｌｙ２０１２ 　　　　　　 减阻水溶液槽道湍流特性ＰＯＤ分析 １，２，３ １ １ ３） １ 蔡伟华 ，李凤臣 ，张红娜 ，王　悦 ，李小斌 （１．哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院，１５０００１哈尔滨；２．哈尔滨工业大学 土木工程学院，１５００９０哈尔滨； ３．哈尔滨工业大学 市政环境工程学院，１５００９０哈尔滨） －６ 摘　要：为进一步分析减阻水溶液湍流减阻机理，对质量分数为３０×１０ 十六烷基三甲基氯化铵（ＣＴＡＣ）水 溶液槽道湍流减阻流动进行了实验研究，并基于本征正交分解方法研究减阻水溶液流动中减阻剂对流动结 ４ ４ ４ 构的影响．结果表明：ＣＴＡＣ水溶液流动在不同雷诺数（１５×１０、２５×１０和３５×１０）下分别具有６５１％、 ７００％和３３０％减阻效果；基于本征正交分解方法分析湍流脉动速度场，发现ＣＴＡＣ添加剂能够抑制湍流猝 发过程中的低速流体的上喷及高速流体的下扫，即在一定程度上抑制了相干结构的发生及其发展过程，最终 导致湍流减阻． 关键词：减阻水溶液，湍流减阻，相干结构，本征正交分解，粒子图像测速仪 中图分类号：Ｏ３５７１，Ｏ３５７５ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７－６２３４（２０１２）０７－００５１－０７ ＰＯＤａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅｔｕｒｂｕｌｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｈａｎｎｅｌｆｌｏｗ ｗｉｔｈｄｒａｇｒｅｄｕｃｉｎｇａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ １，２，３ １ １ ３ １ ＣＡＩＷｅｉｈｕａ ，ＬＩＦｅｎｇｃｈｅｎ，ＺＨＡＮＧＨｏｎｇｎａ，ＷＡＮＧＹｕｅ，ＬＩＸｉａｏｂｉｎ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ，１５０００１，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５００９０Ｈａｒｂｉｎ； ３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｕｎｉｃｉｐａｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５００９０Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｔｕｒｂｕｌｅｎｔｄｒａｇｒｅｄｕｃｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｄｒａｇｒｅｄｕｃｉｎｇａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ －６ ｄｒａｇｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆ３０×１０ ｃｅｔｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ（ＣＴＡＣ）ａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎａｃｈａｎｎｅｌｆｌｏｗｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｄｒａｇｒｅｄｕｃｉｎｇａｄｄｉｔｉｖｅｓｏｎｔｈｅｆｌｏｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ ｂａｓｅｄｏｎｐｒｏｐｅｒｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄＰＯＤｗａ