生物多糖溶液喷射减阻实验研究

为获得生物多糖溶液的水下减阻性能，在重力式循环水槽实验系统中，测试了瓜尔胶、黄原胶、黄蓍胶及刺槐豆胶等4种生物多糖溶液的喷射减阻特性，给出了喷射溶液速率、主流雷诺数及喷射溶液质量分数对多糖溶液减阻的影响规律。研究结果表明：4种生物多糖溶液均具有显著的喷射减阻效果，其中刺槐豆胶溶液减阻率最高（14.3%）；同一主流雷诺数下，随着喷射溶液速率的提高，各多糖溶液的减阻率显著提高，减阻率达到峰值后则呈现出不同的变化趋势；多糖溶液在主流雷诺数较小（<2.0×104）时减阻效果更优，提高主流雷诺数后，多糖溶液表现出差异化的减阻规律；喷射溶液质量分数过高会降低多糖溶液减阻效果，提高主流雷诺数会使多糖溶液减阻效果随质量分数的提高出现“峰值后移”现象。通过引入“喷射溶液相对质量分数”将喷射溶液速率、主流雷诺数及喷射溶液质量分数对减阻效果的影响相互耦合，随着相对质量分数的增大，4种多糖溶液的减阻率均表现出先升后降的变化规律。最后，基于相对质量分数初步阐明了多糖溶液的减阻规律。