《表面活性劑減阻劑對超空化兩相流的影響機理》是依託哈爾濱工業大學，由李鳳臣擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：表面活性劑減阻劑對超空化兩相流的影響機理
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李鳳臣
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
空化現象在多數場合是有害的。在格言如果無法避免，那就利用起來的思想指導下，空化現象可被用來實現獨特的功能，如水下航行體超空泡流動、超空化海水淡化技術、局部空化水翼減阻、空化清洗技術等。根據表面活性劑減阻劑所具有的幾方面獨特性質，本項目提出了利用添加劑進行超空化氣液兩相流控制的創新性思想，主要研究添加劑對超空化氣液兩相流的影響機理。具體研究內容包括三個方面：（1）實驗和數值模擬研究表面活性劑減阻劑溶液湍流減阻效應及液體表面張力對入水超空泡流動特性的影響機理；（2）實驗研究水下航行體減阻劑注入及通氣同時實施的實現方法，數值模擬研究湍流減阻效應及表面張力對通氣超空泡流動特性的影響機理；（3）實驗和數值模擬研究表面活性劑溶液注入對超空化蒸發器性能的影響機理。本項目旨在探索套用表面活性劑減阻劑注射的超空化兩相流動控制新技術，研究結果具有重要的學術、工業套用和軍事套用價值。
結題摘要
空化現象在多數場合是有害的，但加以有效利用，在水下航行體減阻、海水淡化或污水淨化等方面能產生獨特功效。本項目創新性地提出利用具有湍流減阻特性同時可降低水的表面張力的表面活性劑添加劑來促進超空化現象發生的思想，具體研究內容包括：（1）流體物性對超空泡流動的影響機理；（2）表面活性劑對高速入水超空泡流動影響特性；（3）減阻劑溶液中通氣超空泡及水中通氣/通減阻劑溶液超空泡特性（4）表面活性劑注入對超空化蒸發器工作特性的影響。 在本項目執行過程中，系統研究了減阻劑溶液流變學物性參數及表面張力對自然超空泡、入水超空泡和通氣超空泡特性的影響規律；揭示了高速入水超空泡與低速入水超空泡形態特性及與經典超空泡形態預測理論結果之間有所差異的內在機理，以及物性參數變化對高速入水超空泡特性的影響規律；研究了減阻劑溶液注入後，水下航行體在物性局部不均勻流體中所產生超空泡的流動特性，以及不同的溶液注入方法、注入角度、注入流量等因素對超空泡流動特性的影響規律；首次實現了水下航行體通氣/通溶液超空泡流動，獲得了減阻劑溶液注入對超空泡流動的明顯促進效果；系統研究了旋轉超空泡空化器葉片幾何參數、流體物性、流體溫度對超空泡特性的影響規律；建成了第一代旋轉超空化蒸發器實驗系統，並通過實驗獲得了用於海水淡化的超空化蒸發器的工作特性；通過最佳化設計，已建成第二代旋轉超空化蒸發器實驗系統。 在本國家自然科學基金項目的資助下，出版中文專著1部，發表學術論文33篇，其中SCI檢索論文20篇、EI檢索論文8 篇（不包括SCI、EI雙檢索）；獲實用新型專利授權 1 項；獲得黑龍江省科技獎（自然類）一等獎1項；參加國際學術會議7人次、國內相關學術會議5人次，聘請國外專家來華交流講學5人次，受邀赴國外大學進行交流講學4人次；培養博士生 4 名（其中已畢業並獲得博士學位 3 名，另外1 名為在讀博士生）、碩士生 4 名（均已獲得碩士學位）。
