在当今大力推行节能减排的科学发展背景下,添加剂减阻技术作为一种节能减排和降低运输成本的有效方式被广泛应用于各个领域,如石油开采、泄洪排涝、船舶航行、暖通工程、农田灌溉以及医学工程等众多场所。而天然高聚物作为一种具有环境友好、可再生性以及较强抗降解能力的减阻剂,对其减阻特性的深入研究将具有十分重要的意义。黄原胶,一种重要的天然多糖生物高聚物,具有较高的相对分子量,分子链主要由带有少量较大侧链的主链构成,且与大多数柔性合成聚合物相比,黄原胶具有较好的耐温抗盐性,这些特性使其成为一种很好的减阻剂。为此,本文对课题组原设计的减阻实验装置改造升级,并对管径进行了率定以确保实验数据精准。随后采用均匀溶液和拟均匀溶液两种减阻方式对黄原胶盐溶液的减阻及抗剪切特性进行了实验研究,为便于对比分析也同步进行了黄原胶水溶液的相关实验研究。实验控制变量如下:(1)管道直径:分别为5、10和20 mm;(2)黄原胶水溶液和黄原胶盐溶液的浓度:其变化范围均为100 ppm~600 ppm;(3)实验温度:分别为20℃、25℃和35℃;(4)流速:用平均流动雷诺数来表征(Re),其变化范围为0~75000。通过实验结果对比分析黄原胶水溶液和黄原胶盐溶液的减阻起始现象、浓度效应、温度效应、管径效应、高聚物缠结对减阻影响以及抗剪切特性,得到如下结论:(1)在均匀溶液减阻中,(a)黄原胶水溶液和黄原胶盐溶液均当Re数超过2000之后开始发生减阻,但黄原胶盐溶液的减阻起始稍微落后于黄原胶水溶液;(b)黄原胶水溶液的减阻存在明显的管径效应,但黄原胶盐溶液的减阻与管径间的关系随Re数变化,即在低Re数下存在一定程度的管径效应,在高Re数下则无此现象;(c)黄原胶盐溶液在不同温度下的沿程阻力系数均随Re数的增大而减小至趋于稳定,且达到稳定后表现出较强的耐温性。(2)在拟均匀溶液减阻中,黄原胶水溶液和黄原胶盐溶液的减阻效果均优于均匀溶液减阻,表明高聚物缠结可增加减阻效果。(3)无论通过何种减阻方式进行减阻实验,黄原胶水溶液和黄原胶盐溶液均存在浓度效应,10 mm和20 mm管径的最佳饱和减阻浓度均为500 ppm;而减阻稳定后各浓度黄原胶盐溶液均仅在20 mm管径中减阻效果明显优于黄原胶水溶液。(4)浓度、温度以及管径均对黄原胶水溶液和黄原胶盐溶液的抗剪切性影响较小,且在三种条件下黄原胶盐溶液的抗剪切性均优于黄原胶水溶液。综合以上对黄原胶溶液的系统分析,表明黄原胶溶液的减阻具有良好的耐温抗盐性以及抗剪切性,这对黄原胶在实际工程中的应用有一定的参考价值,也加深了对添加剂湍流减阻机理的认识。