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零下温度时二维通道内界面活性剂减阻流动的实验研究

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西安交通大学学报 2006年第1期40卷 79-83页

作者：魏进家川口靖夫西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 东京理科大学机械工程系日本千叶县2788510

为了进行零下温度时区域供冷系统的界面活性剂减阻设计，测量了-5℃时以质量分数为20％的甘醇不冻液为溶剂的界面活性剂溶液油醇基二羟乙基甲基氯化铵在二维通道内的减阻特性，同时用粒子成像测速仪对减阻流动的湍流特性进行了测量．实... 详细信息

为了进行零下温度时区域供冷系统的界面活性剂减阻设计，测量了-5℃时以质量分数为20％的甘醇不冻液为溶剂的界面活性剂溶液油醇基二羟乙基甲基氯化铵在二维通道内的减阻特性，同时用粒子成像测速仪对减阻流动的湍流特性进行了测量．实验发现：质量分数为5×10^-5～5×10^-4的低浓度油醇基二羟乙基甲基氯化铵界面活性剂溶液在一定的雷诺数范围内均呈现减阻特性，且其减阻特性与质量分数和温度呈复杂关系，最大减阻值可高达70％以上；在湍流液体中只需加入少量该界面活性剂即可大幅度减少液体输送的动力消耗．与单独的质量分数为20％的甘醇不冻液湍流流动相比，添加界面活性剂抑制了湍流速度脉动，使雷诺应力完全消失．

关键词：区域供冷界面活性剂减阻湍流特性

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矩形槽道内表面活性剂减阻流体流场特性

力学学报 2010年第2期42卷 312-318页

作者：顾卫国王德忠川口靖夫张红霞上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 东京理科大学理工学部机械工学科太原理工大学水利科学与工程学院太原030024

采用粒子图像测速仪对矩形槽道内表面活性减阻流体在流动方向(x方向)与壁面垂直方向(y方向)所在平面的流场进行了测量,分析了速度、涡量、速度脉动相关量在流场内的瞬态分布,以及对500幅相同工况的流场进行了统计平均.结果显示:与牛顿... 详细信息

采用粒子图像测速仪对矩形槽道内表面活性减阻流体在流动方向(x方向)与壁面垂直方向(y方向)所在平面的流场进行了测量,分析了速度、涡量、速度脉动相关量在流场内的瞬态分布,以及对500幅相同工况的流场进行了统计平均.结果显示:与牛顿流体相比,表面活性剂减阻流体接近于层流流动,横向速度脉动被大幅减弱,导致湍流输运减弱,雷诺应力远远小于水.减阻流体流向速度脉动呈条带特征,沿流动方向发展,反映了减阻流体不同于水的湍流输运特征.

关键词：表面活性剂减阻流体粒子图像测速仪胶束

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一种新型两性界面活性剂的减阻特性

化工学报 2006年第11期57卷 2750-2754页

作者：魏进家川口靖夫 David J.Hart 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 东京理科大学机械工程系日本千叶县2788510 俄亥俄州立大学化学系美国俄亥俄州43210

对一种新合成的两性界面活性剂N,N,N-三甲胺-N′-油酸酰亚胺在二维通道内的减阻特性进行了实验研究.为了能进行低温测试,以20%的甘醇不冻液为溶剂.溶液质量浓度范围为(5×10-5)^(1×10-3),测试温度为-5℃和25℃.用粒子成像测速仪对减阻... 详细信息

对一种新合成的两性界面活性剂N,N,N-三甲胺-N′-油酸酰亚胺在二维通道内的减阻特性进行了实验研究.为了能进行低温测试,以20%的甘醇不冻液为溶剂.溶液质量浓度范围为(5×10-5)^(1×10-3),测试温度为-5℃和25℃.用粒子成像测速仪对减阻流动的湍流特性进行了测量.实验表明,这种新型界面活性剂溶液呈现明显减阻特性,且减阻特性与浓度和温度均有很大的关系,最大减阻值可高达83%.该界面活性剂中加入NaNO2,在低温和低浓度条件下能有效改善减阻效果,而在常温和高浓度条件下反而降低减阻效果.添加界面活性剂抑制了湍流速度脉动和湍流涡脉动,使雷诺剪切应力完全消失.

关键词：新型两性界面活性剂减阻湍流特性

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表面活性剂溶液内部微观结构和流变特性研究

工程热物理学报 2008年第5期29卷 803-806页

作者：魏进家川口靖夫宇波李凤臣西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 东京理科大学机械工程系日本千叶县2788-510 中国石油大学石油天然气工程学院城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

进行了稳定剪切流下稀疏表面活性剂溶液的三维布朗动力学数值模拟.将溶液内部胶束粒子假设为由球体依次线性联结所构成,分别用Lennard-Jones势和软球势来描述不同粒子端部球和内部球相互之间的作用.采用Verlet速度算法进行模拟,得到了... 详细信息

进行了稳定剪切流下稀疏表面活性剂溶液的三维布朗动力学数值模拟.将溶液内部胶束粒子假设为由球体依次线性联结所构成,分别用Lennard-Jones势和软球势来描述不同粒子端部球和内部球相互之间的作用.采用Verlet速度算法进行模拟,得到了不同剪切率下胶束结构和流变特性.在低剪切率下可得到表面活性剂溶液内部的网状胶束结构,该结构在高剪切率下遭到破坏.剪切粘度和第一正应力系数呈剪切稀化特征.揭示了溶液内部结构和流变特性的关系.

关键词：表面活性剂微观结构流变特性布朗动力学

过渡流态下槽道流动间歇性结构PIV实验研究

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西安交通大学学报 2013年第1期47卷 101-106,119页

作者：吴轩鹫尾望会田紘史塚原隆裕川口靖夫宇波中国石油大学(北京)北京市城市燃气输配技术重点实验室北京102249 东京理科大学理工学部机械工学科

为了研究槽道湍流与层流过渡流态下流场中的大尺度流动结构,采用粒子图像测速仪对过渡雷诺数下平板槽道内的流场进行了定量测量,捕捉到了高速区域与低速区域相间的瞬时流场,并基于Taylor假设对所测流场进行了重构,从多个瞬时流场中提取... 详细信息

为了研究槽道湍流与层流过渡流态下流场中的大尺度流动结构,采用粒子图像测速仪对过渡雷诺数下平板槽道内的流场进行了定量测量,捕捉到了高速区域与低速区域相间的瞬时流场,并基于Taylor假设对所测流场进行了重构,从多个瞬时流场中提取出大尺度条纹状结构。结果表明:这种条纹结构与流动方向之间存在一定的夹角,大约为25°～30°;倾斜因子和平坦因子的绝对值随雷诺数的减小而减小,即湍流猝发事件减少,间歇性减弱,流动趋于有序,逐渐向层流转化。从流场及统计量的变化还可以看出:当1 300≤Rem≤1 600时,流场的变化最显著。

关键词：过渡流态粒子图像测速间歇性大尺度结构

基于小波分析的表面活性剂减阻流体二维流场流动特性研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2009年第4期24卷 389-397页

作者：顾卫国王德忠川口靖夫张红霞上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 日本东京理科大学理工学部机械工学科太原理工大学水利科学与工程学院太原030024

该文采用粒子图像测速仪对矩形槽道内减阻流体二维流场进行测量,采用小波分析方法将流场分解为平均速度场与7个不同尺度的脉动场。结果显示减阻流体横向速度脉动几乎被完全抑制,流向速度脉动略低于水,但从波数为2开始小尺度脉动被明显... 详细信息

该文采用粒子图像测速仪对矩形槽道内减阻流体二维流场进行测量,采用小波分析方法将流场分解为平均速度场与7个不同尺度的脉动场。结果显示减阻流体横向速度脉动几乎被完全抑制,流向速度脉动略低于水,但从波数为2开始小尺度脉动被明显削弱。减阻流体流向速度脉动呈条带分布,同流向基本平行,并且具有较大尺度,统计结果曲线也在相应位置出现局部大值,显示高脉动层存在的普遍性。

关键词：表面活性剂减阻流体粒子图像测速仪胶束小波变换

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粘弹性减阻流动的雷诺应力模型研究

工程热物理学报 2009年第4期30卷 611-614页

作者：王艺宇波张劲军魏进家张红娜李凤臣川口靖夫窦丹中国石油大学石油天然气工程学院城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249 西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 东京理科大学机械工程系日本干叶县2788510 中国石油天然气勘探开发公司北京100034

针对由Giesekus本构方程描述的粘弹性槽道减阻流动,建立了低Re数雷诺应力模型。通过与DNS数据的比较,该模型对平均速度、平均变形、减阻率和应力的预测较准确,而对时均速度剖面和脉动速度强度的预测精度有待提高。另外,对雷诺应力再分配... 详细信息

针对由Giesekus本构方程描述的粘弹性槽道减阻流动,建立了低Re数雷诺应力模型。通过与DNS数据的比较,该模型对平均速度、平均变形、减阻率和应力的预测较准确,而对时均速度剖面和脉动速度强度的预测精度有待提高。另外,对雷诺应力再分配项(压强变形率相关项)的模化有待改进。

关键词：雷诺应力模型湍流模型减阻粘弹性

粒子追踪测速(PTV)技术及其在多相流测试中的应用

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流体机械 2014年第2期42卷 37-42页

作者：杨福胜张早校王斯民川口靖夫西安交通大学陕西西安710049 东京理科大学

粒子追踪测速即PTV方法是近年来受到较多关注的一种多相流全场测试技术。本文通过文献综述总结了该方法的最新进展,涵盖了其试验装置构成、多相流图像数据的处理、粒子匹配算法的分类及特点等专题内容,着重对粒子匹配进行了讨论。最后... 详细信息

粒子追踪测速即PTV方法是近年来受到较多关注的一种多相流全场测试技术。本文通过文献综述总结了该方法的最新进展,涵盖了其试验装置构成、多相流图像数据的处理、粒子匹配算法的分类及特点等专题内容,着重对粒子匹配进行了讨论。最后结合工程应用实例分析了使用该方法时应注意的问题。

关键词：多相流分散相粒子追踪测速匹配算法

界面活性剂添加物对水湍流阻力抑制的实验研究

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西安交通大学学报 2001年第1期35卷 37-42页

作者：李沛文川口靖夫矢部彰台坂恒菱田公一前田昌信日本通产省工业技术院机械技术研究所日本庆应大学系统及工程机械系

针对在水中添加界面活性剂 (CTAC +NaSal)后 ,湍流流动阻力大幅度下降的现象 ,用激光多谱勒测速仪在二维水槽中对湍流特性进行了测量 ,研究并阐述了这种弱阻力湍流存在的条件 ,以及与雷诺数、温度、浓度的关系 ,得出了一些重要的结论 :... 详细信息

针对在水中添加界面活性剂 (CTAC +NaSal)后 ,湍流流动阻力大幅度下降的现象 ,用激光多谱勒测速仪在二维水槽中对湍流特性进行了测量 ,研究并阐述了这种弱阻力湍流存在的条件 ,以及与雷诺数、温度、浓度的关系 ,得出了一些重要的结论 :添加界面活性剂的水溶液呈现弱阻力湍流的条件是流动雷诺数低于某个临界雷诺数 ;临界雷诺数随界面活性剂的浓度的增大而增大 ,随溶液的温度升高而减小 ;在弱阻力湍流流动中 ,主流速度曲线分布呈现明显的层流化 ,湍流强度明显减弱 ,雷诺应力几乎为零甚至出现亏损 ,这是湍流流动具有弱阻力的根本原因 ;在湍流脉动强度并未消失的情况下 ,雷诺应力却几乎为零。

关键词：减阻湍流特性界面添加剂水湍流阻力抑制