Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Методы исследования многофазных потоков
1.1 Бесконтактные методы
1.2 Контактные методы
ГЛАВА II Взаимодействие зондирующего излучения со сферическими границами дисперсной фазы в газожидкостных потоках
2.1 Диагностика динамики движения двухфазных газожидкостных
потоков
2.2 Оценка пространственного разрешения световолоконного датчика ...
2.3 Оптоволоконное зондирование двухфазных газожидкостных потоков (круглые капли жидкости в газе)
2.4 Измерение размера капель и газовых пузырей в двухфазных потоках.
ГЛАВА III Исследование газонасыщенного пограничного слоя
3.1 Методы воздействия на структуру пограничного слоя и снижения сопротивления
3.2 Описание экспериментальной установки
3.3 Особенности применяемых волоконно-оптических методов
3.4 Экспериментальные результаты
ГЛАВА IV Исследование газонасыщенной импактной струи методом PIV/LIF
4.1 Описание экспериментальной установки и метода измерения
4.2 Анализ дисперсного состава газожидкостного потока
4.3 Пространственное распределение объемного содержания газовой фазы
4.4 Анализ влияния дисперсной фазы на гидродинамические характеристики потока 104
4.5 Статистический анализ размеров вихревых образований 1 16
ГЛАВА V Исследование газожидкостных течений в шаровых засыпках 120
5.1 Оптические свойства одиночной шаровой линзы 123
5.2 Исследование возможности применения элементов шаровой засыпки для передачи изображения 131
5.3 Изучение пленочного течения жидкости в кубической упаковке шаров... 137
Выводы 151
Литература
- Контактные методы
- Оценка пространственного разрешения световолоконного датчика
- Описание экспериментальной установки
- Пространственное распределение объемного содержания газовой фазы
Введение к работе
Актуальность темы. Двухфазные газожидкостные потоки используются в энергетике, химической промышленности, биологии, металлургии, добычи и транспортировке нефти. Повышение эффективности работы промышленных установок в существенной степени определяется пониманием гидродинамики происходящих процессов. Приводимые в литературе данные не всегда позволяют построить цельную картину явлений, выделить факторы, оказывающие определяющее влияние на гидродинамические процессы. Ввиду сложности задач расчетные модели, используемые в настоящее время, требуют привлечения большого количества эмпирической информации, полученной с применением невозмущающих измерительных технологий. В невозмущающей диагностике потоков наиболее плодотворными являются оптические методы. Однако в задачах экспериментальной гидродинамики газожидкостных сред и пленочных течений наряду с традиционным подходом существуют проблемы, решение которых связано с необходимостью разработки и применения адекватных проблемно-ориентированных оптических технологий и средств, обеспечивающих обоснование новых физических моделей изучаемых явлений и проверку существующих представлений. Эти задачи и вопросы составляют предмет диссертационных исследований.
Цель работы — изучение гидродинамики нескольких типов газожидкостных потоков: пограничного слоя со снижением сопротивления, затопленной газонасыщенной импактной струи и пленочного течения в шаровой засыпке. Развитие экспериментальных оптических методов, позволяющих получать новую информацию о локальной структуре газожидкостных потоков.
Научная новизна: 1. Расширены функциональные возможности лазерной доплеровской
анемометрии газожидкостных потоков путем теоретического и
5 экспериментального обоснования модели взаимодействия оптического волокна с двухфазной средой, подтверждающей образование трехмодальной структуры спектра доплеровского сигнала при накалывании пузырьков газа на оптико-волоконный датчик и уточняющей оценку пространственного разрешения.
Показано, что ориентация обтекаемой поверхности относительно направления вектора силы тяжести существенно влияет на распределение газовой фазы в газожидкостном турбулентном пограничном слое. Измерены пространственные распределения локального газосодержания и частоты следования межфазных границ в зависимости от расстояния до обтекаемой поверхности и газогенератора. Обнаружено, что переход от пузырькового к пленочно-пузырьковому режиму течения определяется критическими значениями скорости потока и расхода газа.
Впервые с применением методов PIV/LIF и условного осреднения получены экспериментальные данные о динамике дисперсной фазы в затопленной газонасыщенной импактной струе в условиях внешнего возбуждения, включающие пространственное распределение газовой фазы в потоке,* поля скоростей непрерывной и дисперсной фазы. Изучено влияние газовых пузырьков на турбулентную структуру импактной струи.
Разработан оптический метод исследования гидродинамических процессов в шаровых засыпках, основанный на использовании элементов засыпки в качестве составляющих частей оптической системы с компенсацией искажений путем симметризации положения входного зрачка и не требующий применения иммерсии при измерении скорости во всех основных режимах обтекания элементов (газ, жидкость, пленочное обтекание, многофазная смесь).
5. Впервые изучена гидродинамика течения в окрестностях боковых
точек контакта в модели кубической шаровой засыпки при пленочном
обтекании. Показано, что в зависимости от расходных характеристик
существуют четыре основных режима течения: безвихревое обтекание,
образование устойчивой вихревой пары, генерация неустойчивых
вихревых образований и режим со струйным срывом пленки жидкости
из области мениска. Установлено, что несимметрия орошения
существенно влияет на структуру вихревых образований в окрестности
точки контакта, а при распределенном орошении смежных элементов
разница расходов в точках инжекции не приводит к изменению
картины течения, значение имеет лишь суммарный расход жидкости.
Научная и практическая ценность полученных автором результатов
состоит в экспериментальном обосновании влияния ориентации обтекаемой
поверхности относительно направления вектора силы тяжести на
пространственное распределение газовой фазы в газонасыщенном
турбулентном пограничном слое, в обнаружении динамического режима, при
котором степень снижения трения не зависит от расстояния до
газогенератора, в установлении закономерностей влияния газовой фазы на
гидродинамическую структуру течения в газонасыщенной импактной
осесимметричной струе, в определении основных режимов обтекания точек
контакта шаровых засыпок при пленочном течении. Полученные в работе
данные могут использоваться для решения задач по оптимизации течений в
различных технологических установках, для построения и проверки
теоретических моделей наблюдаемых явлений.
На защиту выносятся:
результаты экспериментальных исследований пространственного
распределения газовой фазы в пограничном слое со снижением
сопротивления;
результаты изучения влияния дисперсной фазы на гидродинамические характеристики газонасыщенной импактной осесимметричной струи;
оптический метод, предназначенный для исследования гидродинамики газожидкостных потоков в шаровых засыпках;
результаты экспериментального исследования гидродинамики течения в окрестности точек контакта шаровых засыпок.
Достоверность полученных результатов подтверждена анализом погрешности измерений, повторяемостью результатов опытов, выполняемых на разных рабочих участках, в разное время, постановкой специальных тестовых экспериментов, сравнением с экспериментальными и теоретическими результатами других авторов. Используемые экспериментальные методики обеспечивали взаимное дополнение и независимый контроль.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались
на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы
использования Канско-Ачинских углей» (Красноярск, 2000г), 39 международной студенческой конференции (Новосибирск, 2001 г), VII, VIII Всероссийских конференциях молодых ученых «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидродинамики» (Новосибирск, 2002, 2004),- V международном симпозиуме по PIV (Busan, Korea, 2003), VII-ой международной научно-технической конференции (Москва, 2003).
Публикации. Основные результаты диссертации содержатся в ] 1 работах.
Личный вклад соискателя заключается в постановке задач, выработке методик исследования, проведении измерений, обсуждении и обработке результатов экспериментов, подготовке статей и докладов на конференциях, представлении докладов на конференциях. Все выносимые на
8 защиту результаты принадлежат лично автору. Представление изложенных в диссертации и выносимых на защиту результатов, полученных в совместньїх исследованиях, согласовано с соавторами.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 275 наименований, изложена на 184 страницах, включая - 51 рисунок.
Контактные методы
Интерпретация полученных результатов не всегда однозначна. Например, в случае слоя засыпки измеренное падение давления, может определяться как тоением, таки_динамикой течения. Этот факт частично / объясняет большие расхождения, наблюдаемые в экспериментальных данных. В пузырьковых колоннах, колоннах с суспензией и трехфазных псевдоожиженных засыпках, изменение давления, вызванное трением обычно пренебрежимо мало гто сравнению со статическим. = g(PLL + Pss + Рса) + \ J fri где Z - перепад высот, g- ускорение свободного падения, pt- плотность, а et- содержание /-ой фазы. (б) интерпретация результатов. Величина среднего падения давления позволяет определить содержание жидкости, газа и твердых частин в реакторах [1,2]. Если число фаз более двух, необходимо использовать дополнительные методы.
Определение режима течения - одна из основных задач экспериментальных исследований в многофазных смесях. Согласно [3], в пузырьковых колоннах выделяют три основных режима: однородный, переходный и установившийся неоднородный. При рассмотрении колонн с маленьким диаметром следует добавить снарядный режим. В трехфазных потоках (газ, жидкость, твердое тело) обычно различают однородный и неоднородный режимы течения. В засыпках - струйный режим (слабые взаимодействия) и различные формы режимов потока с сильными взаимодействиями (пульсирующие, пузырьковые, аэрозольные, пенные потоки и т.д.) [4].
Осредненные по времени значения падения давления или концентрации фазы могут использоваться для определения переходных режимов течения, но они дают неоднозначные результаты. Вместе с тем, такая диагностика проста и успешно применяется при изучении течений в слоистых засыпках [5], пузырьковых колоннах [6] и реакторах с пневмотранспортом [7]. Измерение и анализ (флуктуации сигнала
Анализ флуктуации сигнала - простой способ определения режима течения в многофазных реакторах. Сигналом может быть падение давления на стенке [8-15], ток в микроэлектродах, вмонтированных в стенку [16 - 18] или в частицы засыпки [19], ток в зондах проводимости [20 - 22]. Звук, издаваемый потоком в засыпках [23], в реакторах газ - лифт [24] или в аэрированных потоках [25]. Сигналы от оптических [26, 27], температурных [28, 29] и электрохимических зондов [30].
Для интерпретации результатов применяется большое количество численных методов. Их вариации многочисленны начиная с классических, таких как статистический [11, 31] или спектральный [32, 16] и заканчивая современными методами с более сложным математическим аппаратом. Такие новые подходы включают фрактальный анализ [12, 20, 22, 18, 33, 34], анализ хаоса [35, 31, 14,36, 15], временной и частотный анализ [26, 13]. Метод динамической остановки газа (DGD)
Основа этого метода - остановка аэрации в газожидкостной колонне с последующим измерением уровня жидкости или давления в различных сечениях реактора как функции времени. Он может использоваться как для определения общего газосодержания (содержания твердых частиц в суспензионных колоннах), так и для определения структуры газовой фазы в пузырьковых колоннах (количества пузырьков разделенных по классам в зависимости от размеров) [37]. Уменьшение уровня жидкости фиксируется различными способами: видеосъемка, прохождение X или гамма излучения [37], анализ сигнала датчика давления [38]. Для интерпретации результатов используются предположения, сформулированные в работе [39]: (a) дисперсная среда аксиально однородна в момент прекращения подачи газа; (b) во время инжекции газа не происходит столкновений и распадов пузырьков; (c) генерация пузырька одного класса не влияет на генерацию пузырька другого класса.
В работе [40], при помощи PIV были экспериментально проверены предположения DGD для двумерной пузырьковой колонны. Показано, что пункты (Ь) и (с) классического DGD метода не верны, особенно при наличии процессов коалесценции и дробления пузырьков в гетерогенных или переходных режимах. Трассировка
Трассировка жидкости (RTD). Наблюдение распределения трассеров в жидкой фазе - широко используемый способ определения средней концентрации определенной жидкости в реакторе и характеристик смешивания.
Метод RTD хорошо развит [41-44]. В большинстве случаев в качестве трассеров используют соли, а измерения проводятся датчиками проводимости. Также встречаются цветные [45] и радиоактивные трассеры, позволяющие бесконтактно исследовать различные сечения реактора при высоких температурах и давлениях [46, 47].
Оценка пространственного разрешения световолоконного датчика
Зонды, основанные на электрической проводимости конструктивно схожи с оптическими. Они изготавливаются из металлической проволоки. Во избежание окисления в качестве материалов используются нержавеющая сталь, никель или платина [124, 125]. Диаметр зондов варьируется в пределах от 2,5 мм до 50 мкм [126, 127].
Датчик проводимости работает как электрод [116, 128]. Разница потенциалов между зондом и землей измеряется потенциометром [125]. Двойные зонды. Применение двух зондов, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга (0,5 - 5мм) позволяет существенно повысить точность измерений локальной концентрации, а также получать данные о скорости дисперсной фазы [122, 129-131].
В настоящее время ведутся разработки специальных типов волоконных оптических зондов [132]. В качестве примера можно привести U - образные зонды [116, 133, 134] которые, к сожалению, являются очень хрупкими и зонды с оплавленным кончиком сферической формы [135 - 137].
Некоторые авторы в своих исследованиях используют 3-7-ми волоконные зонды [138 - 145]. Описание таких устройств можно найти в обзоре [57]. Многоволоконные зонды позволяют, определить полный вектор скорости, а также диаметр пузырька. Однако существуют практические проблемы, ограничивающие использование таких устройств: зонды становятся большими, и уже нельзя пренебрегать гидродинамическим взаимодействием между потоком и зондом; программное обеспечение становится очень сложным.
Группа Cartellier s из Laboratoire des Ecoulements geophisiques et Industriels: LEGI, Grenoble разработала оригинальный одноволоконный зонд. Он состоит из конической и цилиндрической частей. Такая геометрия приводит к особому виду сигнала, который позволяет одновременно измерять локальное газосодержание и скорости границ раздела фаз [146 -148].(с) обработка сигнала. Сигнал, полученный от электронного устройства, приводится к бинарному виду по некоторому пороговому значению. Состояние соответствует положению датчика в определенной фазе (газ или жидкость). Подробную информацию, о процессах взаимодействия датчика с пузырьками, а также о методах обработки сигнала можно найти в [57, 117, 146, 147, 148].
Одиночный зонд позволяет получить информацию о среднем по времени содержании газа и частоте следования пузырьков [128]. При использовании двойного зонда одновременно регистрируются два сигнала. Время, за которое пузырек перемещается от одного датчика к другому, вычисляется корреляционной обработкой [149], что позволяет определить наиболее вероятную аксиальную скорость пузырьков [150, 129]. Однако пузырьки могут достигать переднего волокна, но не достигать второго. Следовательно, необходимы критерии для фильтрации сигнала [149].
Некоторые исследователи проводят оценки средних по времени размеров межфазных областей, используя среднюю скорость Vhw частоту следования пузырьков N, [151, 149, 152]. Для сферических пузырей (менее 5 мм в диаметре) и стационарных режимов размер межфазной области определяется соотношением (Vh/2Nt). В работах [151, 152] используется корректирующий фактор, основанный на среднеквадратичных флуктуациях а. радиальной компоненты скорости. Авторы считают, что ст. должна быть равна компоненте среднеквадратичной флуктуации скорости в другом направлении.
При стационарном режиме течения и сферической форме пузырей, используя локальное распределение хорд, с помощью математических преобразований [153] или подходящего статистического закона [154] возможно получить локальное распределение диаметров пузырей. Такой анализ может быть проведен и в случае пузырьков эллиптической формы [155], однако при этом не следует ожидать высокой точности.
Если толщина зонда мала, средний диаметр пузырька D можно выразить как D = kC, где С- средняя хорда пузыря [126, 129, 124]. Для сферического пузырька, к = 1,5 однако, всегда необходимо проводить калибровку [124].
Корректная обработка сигнала требует высокой частоты дискретизации. Выбор порога срабатывания триггера, в зависимости от степени зашумленности сигнала, может подчиняться различным критериям [149, 125]. Эти факторы существенно влияют на точность измерений [116, 150]. Технические ограничения
Применение зондов сталкивается с рядом физических ограничений. Например, при проведении измерений средний размер пузырьков должен быть большим по сравнению с размерами острия. Оптические зонды нельзя применять в большинстве органических жидкостей из-за небольшой разницы в показателях преломления, а измерение датчиками проводимости в таких средах возможно лишь при добавлении солей.
Описание экспериментальной установки
Этот вывод необходимо иметь в виду при измерении скорости задней границы раздела. И, наконец, рассмотрим случай, когда V/ = 0. Это имеет место при натыкании газового пузыря либо капли жидкости на датчик с последующим накалыванием на торец либо отражением от торца световолоконного датчика. Тогда, согласно (2.2)
В этом случае /2 определяет истинную скорость задней границы раздела сред. Отраженные от границ раздела световые волны ES/ и Е$2. попадая в световод оптически смешиваются с отраженной от торца световода волной Eso. Амплитуда ее на торце световода может быть записана в виде .so = Хо v 1 " Хо) ое Тогда на фотоприемнике, согласно схеме изображенной на рис. 2.1 будет регистрироваться результат интерференции трех световых волн с интенсивностью Ія=№о + Е +Е з2І (2-3) где Е, связаны с Е соотношением
Здесь у..- коэффициент ослабления световых пучков при вводе в волокно, прохождении по волокну и отражении от полупрозрачного зеркала cpt фазовый сдвиг волн при прохождении по всему оптическому тракту от выходного торца световода до фотоприемного устройства. Подставляя значения Е-, в (2.3) для интенсивности результирующей световой волны получим =11 +2 0 ,/0 ,(1 + ) 05(2 + ) +
Из полученного выражения видно, что сигнал на выходе фотоприемника состоит из низкочастотного «пьедестала» ]Г , 2 и трех компонент, ответственных за динамику движения передней и задней границ раздела мелкодисперсной фазы двухфазного потока. Соответственно спектр сигнала содержит низкочастотную составляющую и три спектральных компоненты, частоты которых определяются выражениями (2.1 - 2.2). В рассматриваемом приближении эти компоненты могут быть идентифицированы по амплитудному признаку, т.к. коэффициенты перед косинусными членами различны. Для более уверенной идентификации спектральных компонент должен быть выполнен более тщательный анализ структуры оптического сигнала.с учетом конкретной формы примесной фракции (газовой либо жидкой). Анализ может касаться расчета сигнала от сфер разного диаметра.
Частоты спектральных компонент связаны известными зависимостями с V\ и У2. Отметим здесь, что различие Vj и V2 (условие V V2) реализуется при колебаниях и изменениях формы капель при движении в газовом потоке, при изменении формы снарядов, при изменении объема газовых пузырей с изменением давления в двухфазном потоке, при изменении формы газовых пузырей в процессе натыкания на конец световолоконного датчика и т.д. Средняя скорость центра масс примесной фракции определяется полусуммой передней и задней скоростей границы раздела сред. V =У1+У2 Введем обозначение сдвига частоты f3 =k2(V2 -V )ln. Тогда, поскольку fi = =/?- fi, скорость центра масс примесной фракции может быть выражена через различные комбинации спектральных компонент:
Правильность идентификации fh f2, /з. может быть проверена идентичностью результатов Vc полученных по любой из формул представленных в (2.4). При неправильной идентификации ft /2, /3 результаты определения Vc , очевидно, будут различны. Кроме того, можно пользоваться соотношением fj =f2 — //. Если//, /2 и/з правильно найдены, то динамика изменения размера либо формы примесной фракции определяется значением /?. Изменение размера Дх2 равно 2п2 Это позволяет диагностировать динамику изменения давления в жидкостных потоках с газовыми пузырями. Пульсационные характеристики связаны с изменением формы примесной фракции.
Оценка пространственного разрешения СВЄТОВОЛОЕСОННОГО датчика
При обсуждении применения световолоконного датчика для измерения скорости набегающего потока с присутствием пузырьков газа либо жидкой мелкодисперсной фракции остался открытым вопрос о соотношении амплитуды сигналов от передней и задней границ раздела мелкодисперсной фракций. Кроме того, необходимо оценить размер области, откуда берется информация о скорости и концентрации примесной фракции (оценка пространственного разрешения датчиков). Для ответа на эти вопросы необходимо провести более тщательный анализ взаимодействия световой волны, выходящей из световолоконного датчика с газовыми пузырьками и жидкой мелкодисперсной шарообразной фракцией.
Рассмотрим влияние газового пузырька радиуса R на распространение лазерного пучка, выходящего из световолоконного датчика. Газовый пузырь в жидкой среде представляет собой оптический элемент, состоящий из двух отражающих и преломляющих поверхностей, характеризующимися оптическими силами. Согласно [261] для них могут быть написаны матрицы преломления и отражения. Пі=П v Промежутки между тттшттмштттшіш „...л——ы выходным торцом / 112=1 О Пі, 2 Рис. 2.2. Схема взаимодействия оптического зонда и газового пузырька световолоконного датчика и первой отражающей поверхностью, а также между отражающими поверхностями газового пузыря могут быть описаны матрицами перемещения Т. В результате, в параксиальном приближении можно определить матрицы рассматриваемых оптических систем для случая отражения световой волны от первой сферической поверхности газового пузыря, обращенной к световолоконному датчику и второй отражающей поверхностью. На рис. 2.2 приведена схема оптической системы, действующей при отражении выходящего из волокна лазерного пучка от стенок пузыря и возвращении в плоскость выходного торца волокна.
Пространственное распределение объемного содержания газовой фазы
Сопротивление трения составляет основную долю сопротивления хорошо обтекаемого тела, движущегося в воде. Поэтому естественны попытки воздействовать на пристенное течение с целью снижения именно этой составляющей сопротивления. К настоящему времени предложены десятки принципиально возможных подходов к решению данной задачи [178 -180]. Не все они практически реализуемы, энергетически или экономически выгодны. Некоторые из них вызывают возражения с конструкторской или технологической точек зрения. Ограничимся чисто гидродинамической стороной вопроса, рассмотрим некоторые пути снижения гидродинамического сопротивления.
Ламинаризация пограничного слоя. Если составить отношение коэффициента трения пластины при турбулентном обтекании (степенной закон Фолкнера) к аналогичному коэффициенту при ламинарном обтекании (закон Блазиуса), то получим = 0,0224 Rep. С
При Re/= 1-Ю6 это отношение равно 3,36, а при Re = 1-108 - 16, т.е. с ростом числа Рейнольдса наблюдается увеличение превышения турбулентного трения над ламинарным. В диапазоне Re = 106...108 сохранение ламинарного пограничного слоя половине длины пластины дает снижение сопротивления на 30...45%. Отсюда понятно стремление к ламинаризации пограничного слоя. Решение данной задачи можно осуществлять различными способами. Этой цели, прежде всего, служат так называемые ламинаризированные профили. Характерной особенностью очертаний таких профилей является смещение вниз по потоку сечения с максимальной толщиной на расстояние до 60% хорды. Следовательно, на значительной протяженности течение происходит с понижением давления (др/дх 0), что способствует устойчивости ламинарного пограничного слоя и затягивает его переход в турбулентное состояние. Ясно, что предельное положение сечения максимальной толщины должно быть таким, чтобы можно было обеспечить безотрывное обтекание в кормовой области. Таким образом, ламинаризация пограничного слоя путем соответствующего формирования контура имеет ограниченные пределы применения. К этому следует добавить, что экспериментально установлены значительно меньшие значения критических чисел Рейнольдса для ламинаризованных обводов тел вращения (Re,= 2...4,5-107) по сравнению с профилями. При превышении этих значений чисел Рейнольдса эффект снижения сопротивления на телах вращения исчезает вследствие турбулизации пограничного слоя. Ламинаризации пограничного слоя способствует его отсос (Л. Прандтль, 1904).
Изменение физических констант жидкости. Еще в 1939-1940 годы Л. Г. Лойцянский и К. К. Федяевский теоретически предсказали возможность существенного снижения сопротивления трения путем плавного изменения плотности жидкости в пределах пограничного слоя. При вдуве воздуха в воду, например, получалось, что сопротивление должно упасть в 135 раз. 11а практике такого эффекта обнаружено не было, так как теоретическая модель не учитывала многих реальных деталей течения: наличия поверхностей раздела газ-жидкость, свойств смачиваемости поверхности, способа подачи газа и т.д. Тем не менее, предложенная идея получила развитие и породила большое число исследований. Положительные эффекты снижения сопротивления наблюдались при создании мелкодисперсного газожидкостного пограничного слоя, нагреве стенки для снижения вязкости жидкости, электролизе, для газонасыщения пристенного слоя жидкости и т.
Воздействие на турбулентные пульсации. Поскольку в реальных условиях течения происходят при больших числах Рейнольдса, особый интерес представляют способы подавления турбулентных пульсации, ответственных за высокий уровень сопротивления. К таким способам относится ввод в поток слабых растворов высокомолекулярных линейных полимеров (эффект Томса, 1948), поверхностно-активных веществ, нитеобразных суспензий. Наличие в потоке сильно вытянутых и ориентированных по потоку макрочастиц вызывает анизотропию в турбулентной вязкости и, в определенных условиях, приводит к значительному снижению сопротивления. Анизотропия турбулентности проявляется в уменьшении поперечных пульсаций в пристенной зоне турбулентного пограничного слоя. Поверхностно-активные вещества дают положительный эффект при существенно более высоких значениях концентраций порядка 10 3, чем полимерные добавки. Однако их преимущество втом, что они менее подвержены разрушениям (деструкции).
Экспериментальные исследования влияния микропузырьков на сопротивление в пограничном слое.
Работы по изучению снижения трения при помощи микропузырьков ведутся с 70-х годов. В работе [181] представлены результаты первого успешного эксперимента. Осесимметричное тело длиной 925мм и диаметром 127 транспортировалось в жидкости. Инжекция микропузырьков водорода осуществлялась при помощи электролитической реакции на тонкой медной проволоке, навитой вокруг корпуса.
