脉动作用下波壁管内非牛顿流体流动特性的研究

张 亮，卞永宁，白敏丽，吕继组，崔文正，王 鹏

（1.大连理工大学能源与动力学院，辽宁大连 116024；2.大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116024）

脉动作用下波壁管内非牛顿流体流动特性的研究

张 亮1，卞永宁2，白敏丽1，吕继组2，崔文正1，王 鹏1

（1.大连理工大学能源与动力学院，辽宁大连 116024；2.大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116024）

在热量和质量传递过程中，流体的流动状态对整个传递过程有着重要的影响，为此，通过实验方法对以聚丙烯酰胺（PAM）溶液为代表的非牛顿流体在波壁管内的流动特性进行压力差和可视化研究。研究发现，PAM溶液存在一个最佳减阻浓度，在该浓度下与牛顿流体相比PAM溶液的转捩点明显提前。此外在脉动流场下，在一个脉动周期内，波壁管内流体存在明显的稳定流动和不稳定流动两种结构；相同净雷诺数条件下，脉动流场下波壁管内流体的流动混合情况比定常流动状态下强烈很多，意味着脉动流场具有更加优越的质量传递特性。

流动可视化；脉动流场；非牛顿流体；波壁管；减阻；质量传递

0 引 言

热量质量传递现象在实际工程中无处不在，高效低耗的传热传质装置在生物化工，医学领域内的换热器以及反应器等的开发设计中有着广泛的应用。各种二维流路及三维管路作为构成这些热质传递设备的基本单元，许多研究者对牛顿流体在流路内的流动及传递特性进行了大量研究。……