應(yīng)用PIV實(shí)驗(yàn)研究冪律流體環(huán)空流場的流動

摘 要:為研究在切向速度進(jìn)入下的偏心環(huán)空流場流動或其他流體的流動特性，設(shè)計(jì)了適合于模型試驗(yàn)的環(huán)空管道系統(tǒng)，在二維PIV試驗(yàn)下研究冪律流體在環(huán)空管道中的流動規(guī)律，為三維PIV實(shí)驗(yàn)提供借鑒。

關(guān) 鍵 詞:PIV技術(shù);冪律流體;環(huán)空流動;速度分布

冪律流體在同心環(huán)形空間中的螺旋流流動現(xiàn)象在鉆井過程中極為普遍。鉆井液在環(huán)空中的流動有時為層流，有時為紊流，紊流是流體黏性運(yùn)動中最復(fù)雜的形式。文主要是依據(jù)PIV[1，2]試驗(yàn)研究冪律流體環(huán)空管道內(nèi)流場情況、流動形態(tài)、速度分布等，為環(huán)空管道[3，4]內(nèi)的其它流體流場情況進(jìn)一步深入研究提供借鑒。

1PIV 原理

PIV 是一種瞬態(tài)流場測量技術(shù)，其基本原理是在流場中散播一些適當(dāng)?shù)氖聚櫫Ｗ樱妹}沖激光片光(Light sheet)照射所測流場的切面區(qū)域，通過成像記錄系統(tǒng)攝取2次或多次曝光的粒子圖像，形成 PIV 實(shí)驗(yàn)圖像，再利用圖像互相關(guān)方法分析 PIV 圖像，獲得流場一個切面內(nèi)定量的速度分布。進(jìn)一步處理可得到流場渦量、流線以及等速線等流場特性參數(shù)分布，