李恩田，吉庆丰，庞明军

（1扬州大学水利与能源动力工程学院，江苏 扬州 225127；2常州大学石油工程学院，江苏 常州213016；3常州大学机械工程学院，江苏 常州 213016）

方形管道内壁面微结构对湍流减阻效果的影响

李恩田1，2，吉庆丰1，庞明军3

（1扬州大学水利与能源动力工程学院，江苏 扬州 225127；2常州大学石油工程学院，江苏 常州213016；3常州大学机械工程学院，江苏 常州 213016）

利用循环管路系统，对方形管道内壁面微结构对湍流减阻效果的影响进行了试验研究，研究了循环管路系统不同壁面微结构下流动的范宁系数和减阻率。试验采用的肋条结构尺寸为：肋条宽度均为1.0mm，肋高分别是h=0.3mm、0.5mm、0.7mm。试验介质为普通自来水，水温控制在25℃±0.5℃，水平管道内流体流速范围为0.03～1.80m/s。试验研究结果表明：在量纲为1的肋深h+处于4～15范围内，肋条壁面的范宁系数小于光滑壁面的范宁系数，肋条壁面具有减阻效果；肋高h=0.5mm肋条的减阻效果最好，最大减阻率为11.91%；粒子成像测速仪研究了不同壁面微结构下流体流动的平均速度、雷诺切应力和近壁区的涡量。实验结果表明：肋条的存在使得湍流边界层增厚，雷诺切应力减小，近壁区的涡量降低，从而达到减阻的效果。

壁面微结构；范宁系数；减阻率；雷诺应力；涡量

壁面微结构减阻技术始于20世纪60年代。WALSH[1-2]研究了具有肋条或沟槽微结构的壁面的湍流减阻性能，结果表明，顺流向的微小沟槽壁面和肋条壁面都能够有效降低摩阻。在过去的半个多世纪里，各国研究者通过两种手段对壁面微结构的减阻性能进行了研究。……