针对集中式空调水系统减阻流体性能研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com集中式空调水系统减阻流体性能研究华东建筑设计研究院有限公司周静瑜马伟骏胡仰耆上海交通大学机械与动力学院王德忠[摘要】结合实验对阳离子表面活性荆(CTAC)减阻流体在流道中减阻性能作了测量，分析了温度、浓度、配比变化对流体减阻性能的影响。同时应用激光相位多普勒测速仪测量了流体的速度场。研究发现，加入减阻荆后流体的减阻率可迭67％，具有明显的节能效果。[关键词】节能减阻流体表面活性剂溶液相位多普勒测速仪1、引言摩擦力，具有阻止相对运动的一种特性，是流随着我国经济发展和空调使用的普及，体微观分子不规则运动的动

2、量交换和分子间空调用电在整个电力消耗中所占的比例越来的吸引力而形成阻力的宏观表现。阻力形成的越高，去年盛夏上海已达到45．37％。为缓解用机理如图1所示：某部分流体以u的速度向前电高峰所造成的电力缺口，市政府号召市民将运动，由于流体的粘滞性，在Y方向上相邻的室内夏季空调的温度设定值调高1℃。因此，dy处，必然有另一部分流体以u+du的速度分如何在保证舒适的条件下，达到最大程度的节层运动，由于这两部分流体的运动速度不同，能，是暖通界为之不断努力的方向。在流体内部就出现摩擦，这种关系称为牛顿内2、减阻概况摩擦力定律，其数学表达式为：集中式空调系统能耗包括

3、三部分，即T=(1)0y(1)空调冷热源；(2)空调末端设备；(3)水和式中：T——内摩擦应力(N／m)；空气输送系统。一般空调水系统的输配用电——流体的粘性系数(Pa·s)；量，在冬季供暖期间约占整个空调系统用电du／dy——流体运动速度法线上的变化的20％一25％％，夏季供冷期间占12％一24％，(1／s)；因此水系统节能具有重要意义。要想减少管道的阻力损失，就需要改变为了减少空调水系统的输配能耗，目前流体所遵循的牛顿内摩擦力，如在流体中加均从系统设计着手，包括加大供回水温差、入减阻物质，可使流体成为非牛顿流体，产合理配置水泵和采用变频调节等手段

4、，它们生减阻效应。绝大多数是针对空调系统的负荷特性而采Iy取的节能措施。然而，有关从流体自身着手开发它的节能性的技术报道甚少。本文试图通过在这方面已做的工作，作一初步探讨。我们知道，流体存在粘滞性，它是流体内部质点间或层流间由于相对运动而产生的内图1阻力形成的机理维普资讯http://www.cqvip.com减阻效应是在1948年由K·Mysels和B．控性，适用于闭路水循环系统，并且对水质A．Toms分别在美国和英国发现，并为世界要求不高，有着更广泛的使用范围，因而受上许多国家所重视。研究的对象包括交通到广泛关注。工具(绕流减阻)、流体输送管道及

5、减阻添与高分子溶液相比，表面活性剂溶液的加剂溶液等。最早进行的减阻研究是在流减阻性能具有如下优点：体中加入减阻添加物，在流体中添加表面1表面活性剂溶液的减阻性能的产生和活性剂、高分子物质、固体颗粒和纤维等消失取决于所受剪切力的大小，并且其过程物质能使流体的壁面摩擦阻力大幅降低，是可逆的，因此其减阻和传热特性是可控最大可达8O％。无论是人工合成或是天然的。的减阻添加剂都具有如下特征：2表面活性剂分子的机械稳定性好，几1有微观的纤维状结构(分子或胶束)，乎不存在机械降解。部分表面活性剂分子耐少有或没有分支。高温性能良好，适用于建筑物供暖的温度范2其纤维状

6、结构具有柔韧性。围。K．Schmitt等人的实验证实了SB452／23溶解性良好。溶液在最高温度达到120~C的条件下，经过以上是添加剂具备减阻性能的必要条34小时的循环运行，不存在减阻效应下降件。已知的减阻添加物有：高分子聚合物、现象。表面活性剂、纤维和泥浆等。起初主要以3．试验及数据分析高分子聚合物(polymer)作为减阻添加剂3．1试验装置简介进行研究，但由于受泵的机械作用，高分上海交通大学王德忠教授领导的科研小子聚合物的长链易断裂而使减阻的效果逐组与华东建筑设计研究院合作，就减阻流体步丧失，难以形成稳定、可控的减阻流体。阳离子表面活性剂CT

7、AC的减阻效果及在中实验证实，在利用高分子聚合物进行热量央空调水系统中的应用前景开展了研究。在输运时，存在减阻效应逐步减小的现象，二维流道中对70种工况的CTAC流体的减而且温度越高，这种效应越是强烈。U．S．阻性能变化情况进行测试，仔细分析CTACChoi等人的实验表明，87．8℃的塞帕隆(聚浓度、流体温度、与伴随盐(水杨酸钠——丙烯酰胺)溶液的减阻性能在一天之内可NaSa1)的配比等对减阻性能的影响。用相从最大值DR=56％下降至DR=6％。只有在位多普勒测速仪测量二维流道中减阻流体的7．2。(二的温度下这种降解现象基本可以忽略。速度分布，并应用

8、频谱和自相关分析方法，DR=50％的减阻特性大约可以维持一个月。对减阻流体的流动结构进行探索。尽管如此，由于