1、引言
集中供熱及中央空調(diào)系統(tǒng)在我國(guó)得以長(zhǎng)足發(fā)展。截至2002年，中國(guó)城市集中供熱面積達(dá)15. 6億平方米，占房屋總面積的40%左右；城市高層建筑發(fā)展迅速，僅上海2000年建成的高層（8層以上）建筑已達(dá)3529幢，成為世界上高層建筑最多的城市，高層建筑中商業(yè)建筑占很大比例，這些商業(yè)建筑幾乎全部設(shè)有中央空調(diào)系統(tǒng)。
集中供熱與空調(diào)系統(tǒng)以成為耗能大戶，其中集中供熱、空調(diào)系統(tǒng)輸配管網(wǎng)中水泵的能耗占有很大比例。集中供熱系統(tǒng)水泵包括循環(huán)水泵、中繼泵及補(bǔ)水泵，所有這些泵的電力消耗折合一次能耗有的高達(dá)總供熱量的30.3%.空調(diào)系統(tǒng)水泵包括冷凍水泵及冷卻水泵，國(guó)內(nèi)多數(shù)的冷凍水系統(tǒng)由于存在各種各樣的設(shè)計(jì)和運(yùn)行問題，使得冷凍水泵的全年電耗往往達(dá)到冷機(jī)全年電耗的30％、40％甚至50％。研究發(fā)現(xiàn)，不少系統(tǒng)中水泵的全年電耗已經(jīng)接近冷機(jī)全年電耗的一半。根據(jù)目前的能源形勢(shì)，節(jié)約用能，合理用能是我國(guó)必須堅(jiān)持的長(zhǎng)期國(guó)策。為此圍繞集中供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)的節(jié)能，國(guó)內(nèi)開展了廣泛的研究，研究重點(diǎn)大多為輸配系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行調(diào)節(jié)方面。目前，我們已掌握了供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特征，很好的指導(dǎo)了輸配系統(tǒng)的運(yùn)行管理，并且已取得了顯著的節(jié)能效益。為了進(jìn)一步降低供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)中水泵的能耗，必須進(jìn)行更深層次的研究工作?？紤]水泵的能耗是為了來克服水在熱（冷）源、輸配系統(tǒng)及用戶末端流動(dòng)阻力，則減小流動(dòng)阻力即可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)的節(jié)能目的。因此研究理想的減阻技術(shù)應(yīng)用于供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)具有重要的意義。來源：www.examda.com
2、流體輸配減阻機(jī)理及減阻方法
有關(guān)減阻的研究可追溯到20世紀(jì)30年代，但直到20世紀(jì)60年代中期，研究工作主要是減小表面粗糙度，隱含的假設(shè)是光滑表面的阻力最小。20世紀(jì)90年代，湍流理論的發(fā)展，使得湍流減阻理論和應(yīng)用取得了突破性的進(jìn)展。就減阻技術(shù)講，有肋條減阻、粘性減阻 （它包括柔順壁減阻、聚合物添加劑減阻以及微氣泡減阻等 ）、仿生減阻、壁面振動(dòng)減阻等。本文重點(diǎn)介紹可用于供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)粘性減阻的減阻機(jī)理、減阻方法。
2.1 粘性減阻機(jī)理
粘性減阻就是通過或從外部改變流體邊界條件或從內(nèi)部改變其邊界條件，依靠改變邊界材料的物理、化學(xué)、力學(xué)性質(zhì)或在流動(dòng)的近壁區(qū)注入物理、化學(xué)、力學(xué)性質(zhì)不同的氣體、液體來改變近壁區(qū)流體的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，從而達(dá)到減阻目的的技術(shù)。
當(dāng)粘性流體沿邊界流過時(shí)，由于在邊界上流速為零，邊界面上法向流速梯度異于零，產(chǎn)生了流速梯度和流體對(duì)邊界的剪力。邊壁剪力作功的結(jié)果消耗了流體中部分能量，并最終以熱量形式向周圍發(fā)散。邊界面的粗糙程度，決定微觀的分離和邊界的無數(shù)小旋渦幾何尺寸的差異，從而決定流體能量消散的差異和阻力系數(shù)的差異。如想達(dá)到粘性減阻，首先要實(shí)現(xiàn)壁的光滑減阻，就要改變層流邊界層和湍流邊界層中層流附面層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：
1）減小層流邊界層和層流附面層貼近邊界處的流速梯度值和流體對(duì)邊界的剪力，減小通過粘性直接發(fā)散的能量值，達(dá)到減阻。
2）增大層流邊界層和層流附面層的厚度，從而達(dá)到減阻。
集中供熱及中央空調(diào)系統(tǒng)在我國(guó)得以長(zhǎng)足發(fā)展。截至2002年，中國(guó)城市集中供熱面積達(dá)15. 6億平方米，占房屋總面積的40%左右；城市高層建筑發(fā)展迅速，僅上海2000年建成的高層（8層以上）建筑已達(dá)3529幢，成為世界上高層建筑最多的城市，高層建筑中商業(yè)建筑占很大比例，這些商業(yè)建筑幾乎全部設(shè)有中央空調(diào)系統(tǒng)。
集中供熱與空調(diào)系統(tǒng)以成為耗能大戶，其中集中供熱、空調(diào)系統(tǒng)輸配管網(wǎng)中水泵的能耗占有很大比例。集中供熱系統(tǒng)水泵包括循環(huán)水泵、中繼泵及補(bǔ)水泵，所有這些泵的電力消耗折合一次能耗有的高達(dá)總供熱量的30.3%.空調(diào)系統(tǒng)水泵包括冷凍水泵及冷卻水泵，國(guó)內(nèi)多數(shù)的冷凍水系統(tǒng)由于存在各種各樣的設(shè)計(jì)和運(yùn)行問題，使得冷凍水泵的全年電耗往往達(dá)到冷機(jī)全年電耗的30％、40％甚至50％。研究發(fā)現(xiàn)，不少系統(tǒng)中水泵的全年電耗已經(jīng)接近冷機(jī)全年電耗的一半。根據(jù)目前的能源形勢(shì)，節(jié)約用能，合理用能是我國(guó)必須堅(jiān)持的長(zhǎng)期國(guó)策。為此圍繞集中供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)的節(jié)能，國(guó)內(nèi)開展了廣泛的研究，研究重點(diǎn)大多為輸配系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行調(diào)節(jié)方面。目前，我們已掌握了供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特征，很好的指導(dǎo)了輸配系統(tǒng)的運(yùn)行管理，并且已取得了顯著的節(jié)能效益。為了進(jìn)一步降低供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)中水泵的能耗，必須進(jìn)行更深層次的研究工作?？紤]水泵的能耗是為了來克服水在熱（冷）源、輸配系統(tǒng)及用戶末端流動(dòng)阻力，則減小流動(dòng)阻力即可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)的節(jié)能目的。因此研究理想的減阻技術(shù)應(yīng)用于供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)具有重要的意義。來源：www.examda.com
2、流體輸配減阻機(jī)理及減阻方法
有關(guān)減阻的研究可追溯到20世紀(jì)30年代，但直到20世紀(jì)60年代中期，研究工作主要是減小表面粗糙度，隱含的假設(shè)是光滑表面的阻力最小。20世紀(jì)90年代，湍流理論的發(fā)展，使得湍流減阻理論和應(yīng)用取得了突破性的進(jìn)展。就減阻技術(shù)講，有肋條減阻、粘性減阻 （它包括柔順壁減阻、聚合物添加劑減阻以及微氣泡減阻等 ）、仿生減阻、壁面振動(dòng)減阻等。本文重點(diǎn)介紹可用于供熱及空調(diào)水輸配系統(tǒng)粘性減阻的減阻機(jī)理、減阻方法。
2.1 粘性減阻機(jī)理
粘性減阻就是通過或從外部改變流體邊界條件或從內(nèi)部改變其邊界條件，依靠改變邊界材料的物理、化學(xué)、力學(xué)性質(zhì)或在流動(dòng)的近壁區(qū)注入物理、化學(xué)、力學(xué)性質(zhì)不同的氣體、液體來改變近壁區(qū)流體的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，從而達(dá)到減阻目的的技術(shù)。
當(dāng)粘性流體沿邊界流過時(shí)，由于在邊界上流速為零，邊界面上法向流速梯度異于零，產(chǎn)生了流速梯度和流體對(duì)邊界的剪力。邊壁剪力作功的結(jié)果消耗了流體中部分能量，并最終以熱量形式向周圍發(fā)散。邊界面的粗糙程度，決定微觀的分離和邊界的無數(shù)小旋渦幾何尺寸的差異，從而決定流體能量消散的差異和阻力系數(shù)的差異。如想達(dá)到粘性減阻，首先要實(shí)現(xiàn)壁的光滑減阻，就要改變層流邊界層和湍流邊界層中層流附面層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：
1）減小層流邊界層和層流附面層貼近邊界處的流速梯度值和流體對(duì)邊界的剪力，減小通過粘性直接發(fā)散的能量值，達(dá)到減阻。
2）增大層流邊界層和層流附面層的厚度，從而達(dá)到減阻。