【摘 要】
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聚合物减阻在石油化工,城市供暖等领域具有重要的工程应用。其中,聚合物在管道中的减阻流动研究得到国内外学者的关注。对聚合物减阻效果的测量和评价常采用小型流动实验、小型搅拌扭矩测量实验等,其中压降梯度、扭矩等参数作为减阻评价的主要指标。同时,流场特征作为聚合物减阻流动评价的重要参数,能够从细观层面反应聚合物发挥减阻效应时对流动的影响规律,得到广泛关注。本文采用小型搅拌实验装置结合PIV测量的方法,开展
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聚合物减阻在石油化工,城市供暖等领域具有重要的工程应用。其中,聚合物在管道中的减阻流动研究得到国内外学者的关注。对聚合物减阻效果的测量和评价常采用小型流动实验、小型搅拌扭矩测量实验等,其中压降梯度、扭矩等参数作为减阻评价的主要指标。同时,流场特征作为聚合物减阻流动评价的重要参数,能够从细观层面反应聚合物发挥减阻效应时对流动的影响规律,得到广泛关注。本文采用小型搅拌实验装置结合PIV测量的方法,开展了水溶性、油溶性聚合物减阻剂的搅拌体系流场评价研究,主要围绕三个方面开展。（1）选择Rushton和Pitch blade两种搅拌体系,对比分析了搅拌体系中径向/轴向速度及湍流度、湍流能量耗散率、湍流动能的分布规律,确定采用Rushton搅拌体系进行聚合物减阻流场分析的方案,并确定了搅拌体系流场分析的相位角（0°,15°,30°,45°,60°）。（2）分别选取聚丙烯酰胺（PAM）、聚环氧乙烷（PEO）、黄原胶（XG）、瓜尔胶（GR）四种水溶性聚合物,开展不同类型聚合物对流场的对比分析。当浓度低于100ppm时,四种聚合物对轴向方向湍流度均无明显的抑制作用,PAM和PEO在叶轮附近区域对径向方向湍流度具有较小的抑制作用,XG和GR对径向方向湍流度无抑制作用。在250ppm浓度条件下,PAM对径向方向湍流度的抑制效果较好。小型搅拌体系评价结果与文献中四种聚合物环道流动减阻评价结果相一致,由此进一步证实了小型搅拌体系聚合物减阻评价的可行性。（3）以模拟油为实验介质,重点分析了油溶性聚合物减阻剂（1#、2#）对搅拌流场的影响,50ppm加入量时聚合物减阻剂起到了降低湍流动能和能量耗散率的效果,进一步发现1#聚合物能够有效抑制搅拌桨区域的径向方向湍流度。
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