[发明专利]基于电解微气泡实现流体减阻的减阻管道

说明书

本发明涉及流体管道输送的流动减阻技术领域，尤其是一种基于电解微气泡实现流体减阻的减阻管道，包括：内筒；电极组件，每个电极均镶嵌在与其对应的卡槽中；以及两个变径外管，变径外管均包括相互固定连接的主流段和电解段，本发明的减阻管道可使电解产生的微气泡集中在流体边缘，从而对管道近壁面处液体湍流猝发事件的强度和频率起到大幅度的抑制作用，降低被输送液体的湍流雷诺应力，使液体的湍流摩擦阻力减小，进而实现较好的减阻效果；且整个减阻管道的结构简单、易于实施，在电极老化或损坏时更换也较为方便快捷，实现在极低的成本花费上能够将本发明的减阻管道便捷的应用到现有的流体输送管路上，有利于实际工程领域的应用。

技术领域

本发明涉及流体管道输送的流动减阻技术领域，尤其是一种基于电解微气泡实现流体减阻的减阻管道。

背景技术

节能减排是世界各国目前关注的主要问题之一，其中设法降低流体输送过程中的摩擦阻力和提高流体的输送速度是节能减排技术领域中的一个重要课题。在众多有关流体管道输送减阻增速技术领域中，因微气泡减阻技术具有减阻率高(高达80％)、不带来二次污染的优点，备受学术界和工程界青睐。尽管微气泡湍流减阻技术具有减阻率高和无二次污染等优点，但因微气泡不易制备、而且制备微气泡会额外地消耗一定的能量、降低了节能效果，从而限制了微气泡减阻技术在实际工程领域的应用。因此，在不额外带来现有能耗的基础上，如何将微气泡减阻技术有效地引入到工程实践流体的管道输送中、来减小流体管道输送的摩擦阻力是亟待解决的问题；

众所周知，管道的壁厚一般均较薄，无法在管道的内壁上开设出安装电解环的槽形结构，因此目前现有技术中的减阻管道均是采用管道内部外置连接结构将电解环直接固定在管道内部，这也必然造成电解环的外径要小于管道的内径，这种结构具有较多弊端，主要体现在以下几点：一、电解环的装卸较为繁琐，不利于电解环的更换，实际应用困难；二、结构复杂、实施困难，成本高；三、由于电解环的外径要小于管道的内径，显然电解环自身也会对流体形成一定的阻力，同时电解环电解产生的微气泡到达管道壁面处的量也不高，大部分微气泡会处于管道的中间部位，因此导致减阻效果并不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中减阻管道的电解环装卸较为繁琐，整体结构复杂，实施困难，成本高，且减阻效果不理想的问题，现提供一种基于电解微气泡实现流体减阻的减阻管道，该减阻管道可使电解产生的微气泡集中在管道的壁面处，对管道近壁面处液体湍流猝发事件的强度和频率起到大幅度的抑制作用，降低被输送液体的湍流雷诺应力，使液体的湍流摩擦阻力减小，从而实现减阻的目的；同时该减阻管道结构简单、易于实施，电极更换方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于电解微气泡实现流体减阻的减阻管道，该减阻管道包括：

内筒，设置为剖分式结构；

电极组件，至少有一组，每组电极组件中均包括两个电极，同一电极组件中的两个电极的极性分别为阳极和阴极，所述内筒的内壁上开设有用于安装电极的卡槽，所述内筒中的卡槽与电极一一对应，每个电极均镶嵌在与其对应的卡槽中；

以及两个变径外管，所述变径外管均包括相互固定连接的主流段和电解段，所述电解段的内径大于主流段的内径，两个所述变径外管的电解段之间相互拼接连通形成用于容纳内筒的安装部，所述内筒定位在所述安装部内。

本方案中巧妙的采用变径外管配合上镶嵌在内筒中的电极，由于电极镶嵌在内筒的内壁上，因此可实现电极尽可能的靠近内筒的内壁，如此实施的优势在于：电极组件电解产生的微气泡大量集中在主流段的内壁附件，使微气泡密布在流体的边缘，从而利用流体边缘密布的微气泡对管道近壁面处液体湍流猝发事件的强度和频率起到大幅度的抑制作用，减阻效果更加明显；

另外所采用的变径外管其电解段的直径大于主流段的直径，可避免由于安装内筒后所导致的主流段流入的流体在通过内筒时流体的截面发生大幅度的缩减，进而降低或避免内筒及电极对流体造成的阻力；