表面活性剂减阻流体减阻机理与传热性能的实验与数值计算研究的中期报告.docx

表面活性剂减阻流体减阻机理与传热性能的实验与数值计算研究的中期报告
摘要：
表面活性剂减阻流体在工业生产和科学研究中得到广泛应用。本文基于表面活性剂减阻流体的应用需要开展对其减阻机理和传热性能的研究。首先，本文对表面活性剂的基本概念和减阻机理进行了探讨。其次，通过实验和数值计算方法，分析了表面活性剂减阻流体的传热性能。实验所采用的试验装置为自主研制的圆管传热实验装置，采用进口激光仪器进行流场测量。根据实验数据，计算了表面活性剂减阻流体的摩阻系数和传热系数，并进行了分析。数值模拟采用了ANSYSFluent软件，建立了三维计算模型，对不同表面活性剂浓度下的输送行为和体积分数分布进行了模拟计算，获得了流体的速度场和温度场等信息。最后，通过对实验和数值计算结果的比较分析，探讨了表面活性剂浓度对传热性能的影响，得出了相应的结论。
关键词：表面活性剂减阻流体；摩阻系数；传热系数；传热性能；数值模拟
Abstract：
Surfactantdrag-reducingfluidsarewidelyusedinindustrialproductionandscientificresearch.Thispaperisbasedontheapplicationofsurfactantdrag-reducingfluids,andconductsresearchontheirdrag-reducingmechanismandheattransferperformance.Firstly,thebasicconceptanddrag-reducingmechanismofsurfactantsareexplored.Secondly,theheattransferperformanceofsurfactantdrag-reducingfluidsisanalyzedthroughexperimentalandnumericalmethods.Theexperimentalapparatususedintheexperimentisaself-developedcirculartubeheattransferexperimentdevice,andaimportedlaserinstrumentisusedforflowfieldmeasurement.Basedontheexperimentaldata,thefrictioncoefficientandheattransfercoefficientofsurfactantdrag-reducingfluidsarecalculatedandanalyzed.ThenumericalsimulationadoptsANSYSFluentsoftware,establishesathree-dimensionalcomputingmodel,andsimulatesthetransportbehaviorandvolumefractiondistributionunderdifferentconcentrationsofsurfactants,obtainingfluidvelocityfieldandtemperaturefieldinformation.Finally,throughthecomparativeanalysisoftheexperimentalandnumericalresults,theinfluenceofsurfactantconcentrationonheattransferperformanceisdiscussed,andcorrespondingconclusionsaredrawn.
Keywords:surfactantdrag-reducingfluids;frictioncoefficient;heattransfercoefficient;heattransferperformance;numericalsimulation