[发明专利]一种表面活性剂溶液的减阻特性实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及表面活性剂溶液的减阻特性研究领域，特别涉及了一种表面活性剂溶液的减阻特性实验装置。 

背景技术

流体中添加少量的表面活性剂，可使流体在湍流状态下的摩擦阻力可大大减少，能够达到节能的目的。因此，表面活性剂已经成功应用到船舶运输、石油开采及运输、输水系统等领域内。但是，在世界能源紧缺，大力提倡节能减排的大背景下，表面活性剂的应用领域需要不断扩大。对不同表面活性剂溶液的减阻特性进行实验研究，针对不同应用领域，寻找性能最佳的减阻活性剂，显得尤为重要。 

但是，在表面活性剂溶液的减阻特性进行实验过程中，由于表面活性剂溶液的自身特性，在高雷诺数(高流速)或者高温流动情况下就会产生大量的泡沫，不仅影响了实验设备的性能，而且影响实验结果的准确性；尤其是在实验过程中，需要大部分时间去除这些泡沫或者等待泡沫消失以后再进行后续实验，这就对实验的进度产生了很大的负面影响。 

目前，有很多学者在对表面活性剂溶液的减阻特性进行实验研究，但是所采用的实验装置中并没有对活性剂溶液的泡沫产生情况进行控制。另外有学者采用开式回路(溶液从测试段出来后不再流回水箱)来避开泡沫问题，但实验不像采用闭式回路那样具有可持续性和可重复利用性以便于进行稳定测量和数据采集(包括流场测量等)。特别是在测试段有加热的情况下，需要溶液在流动一定的时间后，才能达到稳定状态，这是开式回路不具备的。更为不利的情况是，当泡沫进入到测试段时，会对各种参数(流量、压差等)的测量结果产生很大的影响，进而会使整体结果有很大偏差。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种表面活性剂溶液的减阻特性实验装置，能够降低表面活性剂溶液减阻特性实验中产生的泡沫，加快实验进度，获取连续可靠的实验数据。 

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。 

一种表面活性剂溶液的减阻特性实验装置，包括：储液箱，测试段，连通测试段入口的进液腔室，连通测试段出口的出液腔室，连通出液腔室和储液箱的出液管，连通储液箱和进液腔室的进液管，以及设置在进液管上的循环泵，其特征在于，所述出液管伸入储液箱，并在其伸入段的管壁上开设有孔洞。 

所述储液箱内设置有溢流桶，所述出液管伸入溢流桶内。 

所述进液管伸入进液腔室，并在其伸入段的管壁上开设有孔洞。 

所述进液腔室的上方设置有排沫阀。 

本发明的进一步改进和特点在于： 

所述进液腔室的中间设置有滤网。 

所述测试段的入口部分为渐缩流道。 

所述测试段的出口部分伸入出液腔室，并且为渐扩流道。 

本发明的能够降低表面活性剂溶液减阻特性实验中产生的泡沫，加快实验进度，获取连续可靠的实验数据；其具体措施和效果说明如下。 

(1)储液箱降沫 

从现有的实验装置可以看出，在表面活性剂溶液流体通过测试段回流到储液箱时，会直接冲击储液箱中的溶液产生大量的泡沫。而本发明是把出液管伸入到储液箱中，并在其伸入段的管壁上开设有孔洞。这样就能使流体从伸入段的各个孔洞中分流出去，并且储液箱中剩余的溶液会对这股流体产生阻力，从而降低出液管中流体的主流速度，进而降低泡沫的产生。 

对于还会产生的少量泡沫，通过在储液箱内设置有溢流桶，出液管伸入溢流桶内，使回流溶液先流入小容器溢流桶内，而不是直接进入储液箱的整体溶液中，这样就可以使产生的少量泡沫有时间上浮，从而再次保证储液箱底部溶液中没有泡沫；同时，也防止了在储液箱底部产生少量的泡沫直接被离心式循环泵吸入，不仅使循环泵的性能下降，而且会降低循环泵的使用寿命。从而，在源头上防止了泡沫进入整个测试回路中。 

(2)测试段降沫