Experimental study of parameters of coal-water mixture flow in pipelines

Coal-water mixtures (CWM) were investigated in steel pipelines of 21, 29 and 47 mm diameter and in plexiglass (transparent) pipelines of diameters of 24, 32 and 50 mm and two volume concentrations: 43% and 51%. The coal-water mixture had the features of Bingham’s fluid. The results of changes of yield stress values and Bingham viscosity values are presented in relation to the concentration of the mixture. To determine the Fanning friction factor f depending on the Reynolds number uses a classic Reynolds number, a generalized Reynolds number proposed by Kembłowski and Czaban, and the Reynolds number proposed by Metzner and Reed for non Newtonian liquids described by two parameter model and modified for liquid Bingham by Chhabra and Richrdsona. The graphs f = f (Re) show that the most accurate experimental results are approximated when the Reynolds number is calculated using the Metzner and Reed equation modified by Chhabra and Richardson for Bingham liquid flow. The transition zone from laminar to turbulent flow was also analyzed. It has been found that the equation given by Wilson and Thomas and by Slatter can be used to determine the transition velocity from laminar to turbulent flow.

Badano mieszaniny węgla i wody (CWM) w rurociągach stalowych o średnicy 21, 29 i 47 mm oraz w pleksiglasowych (przezroczystych) rurociągach o średnicach 24, 32 i 50 mm przy dwóch koncentracjach objętościowych: 43% i 51%. Mieszanina węgla i wody miała cechy płynu Binghama. Wyniki zmian wartości progu płynięcia i wartości lepkości Binghinga przedstawiono w funkcji koncentracji mieszaniny. Określono współczynnik oporu Fanninga f w zależności od klasycznej liczby Reynoldsa, uogólnionej liczby Reynoldsa zaproponowanej przez Kembłowskiego i Czabana, oraz od liczby Reynoldsa zaproponowanej przez Metznera i Reeda dla cieczy nienewtonowskich opisanych przez model dwuparametrowy i zmodyfikowanej dla cieczy Binghama przez Chhabra i Richardsona. Wykresy f = f (Re) pokazują, że wyniki eksperymentu są najdokładniej ekstrapolowane wtedy, gdy liczba Reynoldsa jest obliczana przy użyciu równania Metznera i Reeda zmodyfikowanego przez Chhabrę i Richardsona dla przepływu cieczy Binghama. Przeanalizowano również strefę przejściową od przepływu laminarnego do turbulentnego. Stwierdzono, że równanie podane przez Wilsona i Thomasa oraz przez Slattera można wykorzystać do wyznaczenia prędkości przejścia od przepływu laminarnego do turbulentnego.