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1、CTAC减阻流体湍流高阶矩的研究第25卷,总第141期2007年1月,第1期《节能技术》ENEfYCONsIⅣA删耵'c删O10GYV01.25.Sum.No.141Jan.2OO7,No.1CTAC减阻流体湍流高阶矩的研究王燕萍.顾卫国.张红霞.王德忠.陈汉平(上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240)摘要:本文对不同工况下氯化十六烷基三甲基季铵盐(CetyltrimethylAmmoniumChloride,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
2、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.关键词:减阻流体;相位多普勒测速仪;平坦因子;倾斜因子中图分类号:TK730.2文献标识码:A文章编号:1002—6339(2007)01—0010—04TurbulenceHigher——OrderItemsResearchonCetyRrimethylAmmonimnChlorideDragReductionFlowWANGYan—ping,GUWei—guo,Z
3、HANGHong—xia,WANGDe—zong,CHENHan—ping(SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai0240,China)A1]6trs~:VelocitydistributionofCTACdIreducingflowintwo—dimensionalchannelunderdifferentexperi—mentalsituationswasIIleasured.rheskewnessfactorandflatnessfactordescribedthec
4、haracteristicsofCDturbulentflowwerearlalyzed.ItisfoundthatthedIagmacingflowismoreanisotropicinthemainflow.Therearemanyquasi—orderingstructuresintheturbulentflow.Bigeddiesexistinthemainflow,thefluctuatingfre—quenciesarelowerandthevaluesofflatnessfactorarebigger.Theabsolutevalueofskewne
5、ssfactorinthewallI0nisnotlarandtheflowisnioreisotropic.Thereishish—intensityturbulentaI悦inthetransitionlayer.Keywords:dseduction;PhaseDoppleAneraometry(PDA);skewnessfactor;flatnessfactor0引言自从1948年roI璐【]发现高分子添加剂减阻现象以来,其显着的减阻效益和广泛的应用背景,激励众多的研究者对减阻的机理和应用进行大量的研究.减阻效应使添加减阻剂后的流体在传送过程中收稿日期20
6、06—12—12修订稿日期2006—12—15基金项目:国家自然科学基金资助项目(50476o16)博士点基金资助项目(加0308∞2)作者简介:王燕萍(1981一),女,山东潍坊人,硕士.王德忠(1962一),男,教授,博士生导师.?1O?的阻力大幅度减小,意味着泵的能耗降低很多;同时由于减阻流体的传热性能降低,使得流体输运过程中的散热损失减少,因而在区域供冷(热)系统中得到广泛应用.在几种主要的减阻添加剂中,表面活性剂因具有良好的机械,化学,光和热稳定性,日益受到人们的关注.更值得注意的是,表面活性剂溶液减阻效应是可逆和可控的,因而具有较大的应用空间.加入表面
7、活性剂后溶液的性质发生变化,由牛顿流体变为非牛顿流体,使得流场流动结构发生变化.以往有关减阻流体流动特性的研究主要集中在一阶矩(平均值),二阶矩(相关函数)【】及能谱【】等参数的分析上,由于湍流流场是一个各态历经的非高斯随机场,为了更好地研究湍流流场,除了一阶矩(平均值),二阶矩(相关函数)及能谱,概率密度函数外,还有更高阶的矩存在.阶数越高的矩,在随机场内所起的作用就越小.但对高阶矩的研究仍然能提供许多有价值的信息,并对减阻机理作出某些提示.本文应用相位多普勒测速仪(PhaseDoppleAnemometry,简称PDA)对二维流道内的CTAC流动流速进行了实验
8、测量,分析
