高聚物溶液二维突扩中层流流动特性研究

摘要

高聚物溶液对管道输运系统具有减阻增输作用。文章采用非线性FENE-P黏弹性模型描述高聚物溶液的黏弹性，选用不同突扩比管道，模拟并对比研究纯水工况和高聚物溶液工况的二维平面突扩中的层流流动特性，分析高聚物溶液减阻效果。结果表明：速度在突扩面处增加显著，且在对称流动阶段速度分布曲线与突扩比无关，当雷诺数Re增至20后，速度分布只与雷诺数有关；在对称流动阶段，压力沿轴向对称分布；而在不对称流动阶段，突扩面后上方的小回流区域出现低压区，壁面处小回流区和大回流区末端均出现高压区；高聚物溶液的分子拉伸长度和黏度比的影响为单调的，而魏森伯格数Wi有临界点。

关键词

高分子聚合物 / 二维突扩 / 层流流动 / 数值模拟