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添加剂湍流减阻流动与换热研究综述
添加剂湍流减阻流动与换热研究综述
随着科技的发展，燃料的消耗速度越来越快，环境的污染也越来越严重。现如今，实现高效能、低能耗的能源利用是各个行业研究的重点，其中，添加剂技术研究就是其中的一项重要工作。本文主要从添加剂湍流减阻的流动与换热方面进行综述。
一、湍流减阻技术的研究现状
湍流减阻技术是近年来得到快速发展的一种技术，具有绝大多数其他传统方法所没有的优点。传统湍流减阻技术往往利用壁面添加剂的方式来减小流体的黏性，从而减小阻力。然而，常规添加剂的状态较为稳定，不利于在流动中发挥效果。所以，出现了利用特殊状态添加剂减阻的方法。
目前，湍流减阻技术发展成了两个方向：一是利用超疏水表面进行湍流调控，二是在液体中添加一些特殊的添加剂，利用其改变流体的流动状态以达到减阻的目的。
二、添加剂对湍流的影响
1.物理现象
添加剂能够在流体中引起一些物理现象，如：高分子链经常处于蠕动状态，这种状态能够把湍流流场中的一些小尺度扰动抑制在更大的尺度扰动之中，从而限制涡旋剪切，减小湍流强度。当添加剂浓度超过一定的量时，流体的黏度会变大，这种液体的流动是不属于牛顿流体的。在这种状态下，流动的方式并非是通过壁面，而是在流场中形成一些稳态结构，这样就可减小涡街在表面中形成的面积，从而减小湍流强度。
2.添加剂长度和浓度的影响
当添加剂的长度越短，其减阻的效果就越小，主要是牵引力的效果较弱，可以通过增加浓度的方式来提高效果。随着浓度的提高，流体的黏度也随之增大，而黏度和流体的类牛顿特性幂律指数的关系被称为夸克特征。当添加剂的浓度变化范围比较大时，其夸克特性也会变化。因此，当添加剂的浓度大到一定程度时，会导致夸克特性改变，这种情况应该避免。
三、应用
1.工业应用
添加剂在工业生产中的用处非常广泛。例如，在液压传动系统中使用添加剂可在阀片、泵和管路上形成涂层，降低涡流噪音和渗漏损失。在飞机制造过程中，可以使用添加剂来降低其阻力，提高飞行速度和耗油量。也有家电领域的应用，比如在冷却系统中加入特殊的添加剂可减小换热器与汽车空调之间的空气阻力。
2.环境工程应用
添加剂对水体消弧液体的环境效应有明显的影响。在环境工程中，可以用添加剂来减小废水处理系统中的阻力和能耗。在悬浮液遇到剪切力的情况下，添加剂在其表面形成的扭结区可以吸附分散剂，从而减少了悬浮固体的聚集，促进了液固分离。
3.生物医学应用
使用添加剂可以提高血流速度，从而有助于心脏血管疾病的治疗。此外，添加剂的流控技术可用于人工器官的设计和治疗。
四、结论
添加剂减阻技术是一种有空间控制流体的方法，在众多科技领域具有广泛的应用前景。然而，添加剂的应用仍需加强研究，探究其应用的效果与机制，以期进一步推动其发展与应用。