申请/专利权人：西南石油大学

申请日：2021-09-26

公开（公告）日：2024-02-06

公开（公告）号：CN113865825B

主分类号：G01M10/00

分类号：G01M10/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.06#授权;2022.01.21#实质审查的生效;2021.12.31#公开

摘要：本发明涉及管内湍流减阻流动评价领域，公开一种多功能成品油湍流减阻流动的PIV环道实验装置及方法。该装置由氮气吹扫系统、湍流循环测试系统、添加剂定量注入系统、PIV成像及测试系统、测试流体回收及取样系统组成。其方法原理是通过测量加剂前后恒定流量条件下的管内压差ΔP0，ΔPa，恒定压差条件下的管内流量Q0，Qa，管内示踪粒子的瞬时速度u和拍摄流场图片评价添加剂的湍流减阻性能。应用本实验装置可实现添加剂对成品油湍流减阻性能评价，管径效应评价，管内壁粗糙度影响评价，宏观流速影响评价，添加剂浓度、类型、聚合物分子量对湍流减阻的影响评价，添加剂机械剪切降解评价和圆管湍流减阻流动边界层结构动态测试。

主权项：1.一种多功能成品油湍流减阻流动PIV环道实验装置，其特征在于，所述装置由氮气吹扫系统、湍流循环测试系统、添加剂定量注入系统、PIV成像及测试系统、测试流体回收及取样系统组成；所述氮气吹扫系统直接与实验环道相连，用于清扫管内杂质及测试流体的残留物；所述湍流循环测试系统用于循环测试成品油湍流减阻流动；所述添加剂定量注入系统直接与实验环道相连，用于添加剂的定量注入；所述PIV成像及测试系统置于透明测试管段外，用于测试流场信息和拍摄流场图像；所述测试流体回收及取样系统直接与实验环道相连，用于测试流体的回收和取样；所述的一种多功能成品油湍流减阻流动PIV环道实验装置，其特征在于，所述氮气吹扫系统包括40L氮气瓶9、减压阀10、单向阀11、单向阀15-5、压力表17-1、压力表17-2、压力表17-3、闸阀21、闸阀22、放空口12和实验环道；所述40L氮气瓶9内部压力为12.5MPa，出口采用不锈钢管连接；所述减压阀10与单向阀11并联后一端接入40L氮气瓶出口，另一端与所述闸阀21连接；所述单向阀15-5安装于不锈钢管接入实验环道之前，所述不锈钢管与实验环道采用焊接方式相连；所述压力表17-1、压力表17-2、压力表17-3分别安装于流体出口处、并联管道入口处、流体回流处；所述单向阀15-5出口处接入向下放空管段及所述闸阀22；所述的一种多功能成品油湍流减阻流动PIV环道实验装置，其特征在于，所述湍流循环测试系统包括200L钢制储油罐7#、离心泵14-1及配套可调转速电机，单向阀15-1、单向阀15-2、单向阀15-5，温度计16-1、温度计16-2，涡轮流量计13、闸阀19、闸阀20、闸阀23、闸阀24，压力表17-1、压力表17-2、压力表17-3以及并联式有机玻璃透明测试管段组；所述并联式有机玻璃透明测试管在距离心泵14-1出口大于10m处并联接入循环管段；所述有机玻璃透明测试管段组包括测试管段1#、测试管段2#、测试管段3#、测试管段4#、测试管段5#，所述测试管段1#内径为15mm，内壁面无处理，所述测试管段2#内径为30mm，内壁面无处理，所述测试管段3#内径为50mm，内壁面无处理，所述测试管段4#内径为50mm，内壁面采用纳米氧化钨、TiO2为原材料的透明涂层以15m2kg喷涂标准进行预加工，所述测试管段5#内径为50mm，内壁面采用纳米氧化钨、TiO2为原材料的透明涂层以10m2kg刷涂标准进行预加工；所述的一种多功能成品油湍流减阻流动PIV环道实验装置，其特征在于，所述减阻剂定量注入系统包括10ml玻璃量筒8#、QHDWXQ001-2001型号柱塞泵14-2、单向阀15-3、单向阀15-4、闸阀25，所述减阻剂定量注入系统直接接入实验环道；所述的一种多功能成品油湍流减阻流动PIV环道实验装置，其特征在于，所述PIV成像及测试系统由两台脉冲激光器及光路系统27、高速照相机26、示踪粒子、同步控制器28和装有PIV系统软件的计算机29组成，所述脉冲激光器向透明测试管段Y轴方向发射激光光束，在测试管段所在的XY平面形成激光照射面，高速照相机沿Z轴拍摄流场图像，所述脉冲激光器和高速照相机的照射位置及角度可随测试管段的更换而改变；所述的一种多功能成品油湍流减阻流动PIV环道实验装置，其特征在于，所述测试流体回收及取样系统包括200L钢制回收罐6#、闸阀18、闸阀20，所述测试流体回收及取样系统直接与实验环道相连，所述200L钢制回收罐6#下端带有取样口。

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百度查询： 西南石油大学 一种多功能成品油湍流减阻流动PIV环道实验装置

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