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1、流体流动减阻技术综述Xx(能源科学与工程学院,热能工程系)摘要:目前,对于流动减阻的相关研究和应用越来越多,许多有效的流动减阻方法得到了广泛的应用。对于这些方法的减阻机理,一般认为是通过增加粘性底层的厚度实现减阻的。其中超疏水表面减阻是当前研究的热点,应用前景十分广阔。表面浸润性是固体表面重要特性之一,通常采用液滴在表面的接触角大小来衡量,当表面接触角大于150°时,该表面被称为超疏水表面。表面微细粗糙结构是获得超疏水表面的关键。随着微纳米科技的发展,超疏水表面的可控加工成为可能,由于其广阔的应用前景,超疏水表面的浸润性及其应用成为研究的热点。然而,目前关于
2、流动减阻机理的研究还不是十分成熟,需要进一步进行研究。关键词:热能工程;减阻;滑移长度;超疏水表面中图分类号:文献标识码:文章编号:ReviewoftechnologyonthefluidflowdragreductionJIANGTao(Schoolofenergyscienceandengineering,Departmentofthermalengineering)Abstract:“DragReduction”isahotspotresearchofthehydrodynamicswithmoreandmoreresearchworkandappli
3、ca-tions.Manydragereductionmethodsareusedwidely,andthemechanismresearchofthesemethodsarealsodeveloping.Generallyspeaking,thethickeningoftheviscoussublayeristhemainacademicreason.Inallthemethods,Thesuperhydrophobicsurfacedragreductionisthefocusofcurrentresearch,andhasverybroadapplic
4、ationprospects.Thewettabilityisoneofthekeyfeaturesofsolidsurface,usuallythecontactangleofdropletsonthesurfaceisusedtomeasurewettability,whenthecontactangleisgreaterthan150°,thissurfaceiscalledsuper-hydrophobicsurface.themicrostructureonthesurfaceisthekeyfactortogetsuperhydrophobics
5、urface.Withthedevelopmentofmicroprocessingtechnology,man-madesuperhydrophobicsurfaceispossible.Becauseofitsbroadapplication,thewettabilityandapplicationofsuperhydrophobicsurfacebecomeahotresearch.Buttheresearchworkofthedragreductionisnotsomature,needmorefurtherdevelopment.Keywords:
6、thermalengineering;dragreduction;sliplength;superhydrophobicsurface0引言能源问题一直以来都受到世界各国的重视,实际工程里到处可以看到换热和流动的问题,如化工、石油、动力以及航空、航天、核能等工业部门。节约能源,降低消耗,提高流体机械的工作效率,提高热交换效率等是人类一直追求的目标。首先,从流动减阻方面来说,对于自然界中的流动状态,人们一般将其分为层流流动和和湍流流动;对于雷诺数较小的层流流动来说,它的流动控制策略研究已经相当成熟,且现存的绝大多数问题在实际工程应用中已经很成熟,可靠度也很高。
7、当雷诺数足够大时,流动变成湍流,流动状态变得很复杂,湍流中各物理参数,如速度、压力、温度等随时间与空间发生变化。而对于较大雷诺的紊流流动,是实际中较常见的一种流体形态,对它的研究具有广泛的应用前景。湍流研究最多的就是湍流流动减阻的研究。目前,减少输送过程界面上的摩擦阻力是节约能源的一种方法,这就需要采取措施降低输运过程的流动阻力。流动减阻的方法一般有:仿生减阻(包括沟槽减阻、肋条减阻、柔顺壁面减阻、疏水表面减阻)、动态减阻(包括气幕减阻、壁面振动减阻、壁面吸入法减阻、等离子体减阻、壁面加热和冷却减阻)、静态减阻(包括添加剂减阻(聚合物减阻、表面活性剂减阻、纤
8、维材料减阻)、涂层减阻、磁性液体粘性减阻)、浆体管道