管道内均匀与非均匀PEO溶液湍流减阻特性研究

摘要

在自制重力式循环水槽中(最高试验Re数可达105),测试分析了管道内均匀与非均匀聚氧化乙烯(PEO)溶液的湍流减阻规律。结果表明,均匀PEO溶液减阻率(DR)随Re数和浓度增加而提高(最大减阻率>70%),但浓度大于临界浓度(100p.p.m)后DR不再增加;而相同浓度均匀PEO溶液的减阻效果随时间逐渐减弱,且Re数越大,剪切破坏越严重,DR下降越明显。与均匀PEO溶液不同,非均匀PEO溶液(从管壁狭缝向内喷射PEO溶液所得)不受剪切破坏影响,减阻效果更稳定,且药品使用量小;同时通过增大喷射速率、Re数和喷射液浓度,可提高减阻率(最大减阻率>50%)。对比可见,喷射减阻方式仅需消耗少量药剂,就能实现显著、稳定减阻,有望用于水下航行体湍流减阻。