摘要：高聚物湍流减阻可降低传输过程中的流动阻力和能耗,研究其减阻特性具有工程应用价值。文章采用等效黏度模型和湍流模型,利用计算流体力学方法建立三维模型,结合减阻参数,模拟了流动速度和高聚物浓度等影响高聚物减阻的主要因素,分析了管道内湍流减阻的流动特性及减阻规律。结果表明:圆管管道内高聚物湍流减阻率随减阻参数的增大而增大,其最大减阻率约在50%处,而后减阻效果降低,且管道内流速越大,减阻效果越好;管道中雷诺应力分量、湍动能、涡黏系数、湍流涡耗散随减阻参数的增加逐渐降低,当减阻参数为28时,高聚物湍流减阻效果最好。

摘要：在流体中添加高分子聚合物不仅会产生减阻效应,还会降低传热性能。若将聚合物减阻应用于供冷、供热系统,可降低传输过程中的流动阻力和热量损失,从而实现能耗的节约。文章以壁湍流理论为依据,用模拟的方法研究了在圆管中设置不同高度的V形肋条对高聚物减阻效果的影响。结果表明:在管道内设置肋条会改变原有的边界层结构,肋高的增加会加大对边界层的破坏;不同肋高及减阻参数对湍动能和雷诺应力的影响趋势一致;当肋条高度增加到大于黏性底层厚度时,聚合物的减阻率降低,减阻效果减弱,且肋条高度越大,减阻效果所受影响越大;线性底层内的边界层变化对聚合物湍流减阻无影响,当缓冲层没有受到扰动和破坏时,聚合物减阻作用不受影响,而当缓冲层受到影响时,聚合物减弱了减阻作用。

摘要：研究幂律流体在螺旋管内的流动换热特性可为石油开采工程中驱油剂的应用提供理论支持。文章通过建立流体流动换热模型,分析了幂律流体在螺旋管内的流动换热特性。结果表明:螺旋管沿程阻力系数和努塞尔数均随曲率值增加而增大。层流工况下,随着雷诺数的增大,沿程阻力系数减小,努塞尔数增大;湍流工况下,在雷诺数一定时,沿程阻力系数和努塞尔数均随曲率值和相对粗糙度的增大而增大,且粗糙度越大,曲率对沿程阻力的影响也越大,而当粗糙度一定时,曲率值越大,雷诺数对沿程阻力系数的影响越明显。

摘要：分别建立不同几何参数的螺旋管,采用模拟方法,对管内幂率流体流动传热进行场协同分析。为强化螺旋管内幂律流体流动传热,在螺旋管长度方向上分别增加矩形、三角形沟槽,分析沟槽形状、尺寸对改善管内流动传热的效果。曲率越大的螺旋管,温度场与速度场的协同程度越好,流动传热性能越好。与原型螺旋管相比,增加矩形、三角形沟槽后的螺旋管摩擦阻力系数、努塞尔数均增大,矩形沟槽的影响更加明显。对于增加矩形沟槽的螺旋管,当沟槽深度一定时,摩擦阻力系数、努塞尔数均随沟槽宽度增大而增大,沟槽深度的影响比宽度影响更大。与层流相比,湍流可增强流动传热强度,增大管子相对粗糙度有助于增强流动传热强度。增加沟槽使螺旋管的综合性能得到加强。采用较大宽度、深度矩形沟槽的螺旋管综合性能最佳,采用三角形沟槽的螺旋管综合性能最差。管壁外侧的场协同角小于管壁内侧,宜针对管壁内侧适当采取强化传热措施,以提高换热效率。