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弱腐蚀性两性表面活性剂减阻剂特性实验研究

作　者: 苏文涛
导　师: 李凤臣
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 流体机械及工程
关键词: 两性表面活性剂弱腐蚀性集中供暖系统湍流减阻节能
分类号: TU995
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 31次
引　用: 1次
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内容摘要

添加剂减阻技术是指在液体湍流流动中加入微量的添加剂,从而使流动所受摩擦阻力显著降低的流体输送技术。该技术可以用来减小系统的能耗、增加流速并减小系统中的管径等。通过对不同种类减阻剂的特性进行综合分析比较,最终选定两性离子表面活性剂十八烷基二甲基氧化胺(C₂₀H₄₃NO)水溶液进行湍流减阻特性实验研究。首先对C₂₀H₄₃NO水溶液在循环系统中的减阻特性进行了实验研究。主要从C₂₀H₄₃NO水溶液减阻的最佳浓度、温度效应及抗剪切特性等方面进行实验研究。为了深入研究C₂₀H₄₃NO水溶液在实际供暖系统中的特性,在实验室模拟了C₂₀H₄₃NO水溶液在实际管路不同管径情况下的减阻实验。分别测试了这种溶液在DN50、DN100和DN150三种管径下的减阻特性;并且研究温度60℃时2500ppm C₂₀H₄₃NO水溶液在水泵连续运行工况下的减阻率随时间变化特性。最后,对添加剂减阻效应在集中供暖系统应用中进行了整体分析,提出了在实际应用过程中出现的一些问题,如:表面活性剂减阻时效性差、减阻不稳定,减阻剂本身存在一定程度腐蚀性等。针对以上存在的问题,通过浸泡的方式对C₂₀H₄₃NO水溶液的腐蚀性进行了实验研究。结果表明:与水和CTAC水溶液相比,C₂₀H₄₃NO是一种对铁基金属管道腐蚀性很小的表面活性剂。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 课题来源及研究的目的和意义  9-11
    1.1.1 课题来源及相关背景  9-10
    1.1.2 研究目的和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状及分析  11-17
    1.2.1 表面活性剂的性能研究  11-13
    1.2.2 添加剂减阻原理  13-14
    1.2.3 表面活性剂溶液的流动特性研究  14-16
    1.2.4 表面活性剂减阻技术在集中供暖系统中应用研究现状  16-17
  1.3 论文构思及主要研究内容  17-19
    1.3.1 论文构思  17
    1.3.2 论文主要研究内容  17-19
第2章 C_(20)H_(43)NO湍流减阻特性实验研究  19-32
  2.1 引言  19
  2.2 实验条件介绍  19-21
    2.2.1 实验系统和测量工具简介  19-20
    2.2.2 实验用试剂信息  20
    2.2.3 实验准备  20-21
  2.3 实验方法介绍  21-22
    2.3.1 实验测量参数  21
    2.3.2 相关计算公式  21-22
    2.3.3 实验过程  22
  2.4 数据可靠性分析  22-23
  2.5 C_(20)H_(43)NO水溶液在直管段内湍流减阻特性研究  23-29
    2.5.1 不同配比下C_(20)H_(43)NO溶液减阻特性研究  23-24
    2.5.2 有效减阻雷诺数范围  24-25
    2.5.3 不同浓度C_(20)H_(43)NO水溶液在直管段内减阻效果研究  25-26
    2.5.4 不同温度C_(20)H_(43)NO水溶液在直管段内减阻效果研究  26-28
    2.5.5 C_(20)H_(43)NO水溶液在直管段内减阻效果随时间变化研究  28-29
  2.6 问题与讨论  29-30
  2.7 本章小结  30-32
第3章不同管径下C_(20)H_(43)NO水溶液湍流减阻特性实验研究  32-40
  3.1 引言  32-33
  3.2 实验台介绍  33-35
    3.2.1 实验系统和测量工具简介  33-34
    3.2.2 实验用试剂信息  34
    3.2.3 实验准备  34-35
  3.3 实验结果及分析  35-39
    3.3.1 数据可靠性分析  35-36
    3.3.2 C_(20)H_(43)NO水溶液湍流减阻的管径效应  36-38
    3.3.3 C_(20)H_(43)NO水溶液湍流减阻的时间效应  38-39
  3.4 本章小结  39-40
第4章 C_(20)H_(43)NO水溶液的腐蚀性分析  40-47
  4.1 添加剂减阻对集中供暖系统综合减阻效果分析  40-41
  4.2 表面活性剂减阻技术在集中供暖系统中应用存在问题分析  41
  4.3 十八烷基二甲基氧化胺的腐蚀性测试实验  41-46
    4.3.1 CTAC减阻剂存在的腐蚀问题  41-42
    4.3.2 腐蚀的定义  42
    4.3.3 实验准备  42-43
    4.3.4 腐蚀性分析  43-46
  4.4 本章小结  46-47
结论  47-48
参考文献  48-53
攻读学位期间发表的学术论文  53-55
致谢  55

弱腐蚀性两性表面活性剂减阻剂特性实验研究

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