- Tytuł:
-
Prędkość krytyczna przejścia ruchu laminarnego w turbulentny na przykładzie przepływu mieszaniny węglowo-wodnej w rurociągach
Critical velocity of transition from laminar to turbulent flow in the example of coal-water mixture in pipelines - Autorzy:
-
Luo, R.
Xia, J.
Sobota, J. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/237057.pdf
- Data publikacji:
- 2018
- Wydawca:
- Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych
- Tematy:
-
transport hydrauliczny
właściwości reologiczne
mieszanina węglowo-wodna
ruch laminarny
ruch turbulentny
prędkość krytyczna
model Binghama
strefa przejściowa
hydraulic transport
rheological properties
coal-water mixture
laminar flow
turbulent flow
critical velocity
Bingham model
transition zone - Opis:
-
Transport hydrauliczny rurociągami należy do najbardziej niezawodnych i ekonomicznie uzasadnionych rodzajów transportu. Z uwagi na jego walory ekologiczne i estetyczne, jest także preferowanym rozwiązaniem w inżynierii środowiska. Przesyłanie rurociągami mieszanin zawierających znaczne ilości zawiesin wymaga określenia ich właściwości reologicznych, na podstawie których można przyjąć odpowiedni model reologiczny. Wyznaczony na podstawie badań model reologiczny pozwala z kolei na poprawne obliczenie strat hydraulicznych podczas przepływu danej mieszaniny w instalacji przemysłowej. Jednym z istotnych problemów występujących podczas przepływu mieszanin w rurociągach jest ustalenie momentu przejścia ruchu laminarnego w turbulentny, bowiem transport odbywający się w zakresie tego ruchu charakteryzuje się znacząco większym zapotrzebowaniem na energię. W pracy przedstawiono rezultaty badań przepływu mieszaniny węglowo-wodnej (pył węgla kamiennego z wodą) o stężeniu objętościowym 43÷53% i gęstości 1 176÷1 217 kg/m3 w rurociągach o średnicy 21÷47 mm. Badana mieszanina miała cechy reologiczne, które opisuje dwuparametrowy model Binghama. Rezultaty badań eksperymentalnych były następnie podstawą do analizy zachowania się mieszaniny w czasie przejścia z ruchu laminarnego do turbulentnego w rurociągach o średnicach 21 mm i 29 mm podczas przepływu mieszaniny węglowo-wodnej o stężeniu objętościowym wynoszącym 43%. W tym celu przeprowadzono analizę porównawcza kilku metod określenia prędkości krytycznej przejścia ruchu laminarnego w turbulentny, przy czym do określenia wartości prędkości krytycznej zaproponowano wykorzystanie różnych definicji liczby Reynolsdsa. Na tej podstawie obliczono wartości prędkości krytycznej ze wzorów różnych autorów oraz przy założeniu, że strefa przejściowa pomiędzy przepływem laminarnym i turbulentnym zawarta jest w przedziale wartości liczby Reynoldsa od 2000 do 4000.
Pipeline hydrotransport belongs to the most reliable and economically justified modes of transport. Due to its ecological and aesthetic values, it is also the preferred solution in environmental engineering. Transport of mixtures with significant amounts of suspensions requires determination of their rheological properties to adopt an appropriate rheological model. The rheological model determined on the basis of research allows then for the correct calculation of hydraulic losses during the flow of a given mixture through industrial installation. One of the major challenges regarding the flow of mixtures through pipelines is determination of transition point at which laminar traffic changes into turbulent, because transport under turbulent flow is characterized by significantly higher energy demand. The flow study results for the coal-water mixture (bituminous coal dust) with volume concentration of 43–53% and 1 176–1 217 kg/m3 density in the pipelines of 21–47 mm diameter were presented. The rheological features of the mixture under testing were described by the Bingham two-parameter model. Results of the experiments were the basis for analyzing the behavior of the coal-water mixture with 43% volume concentration in 21 and 29 mm pipelines during transition from laminar to turbulent flow. For this purpose, a comparative analysis of several methods for determining critical velocity of the laminar-turbulent transition was carried out. In order to determine the critical velocity value, application of various definitions of Reynolds number was proposed. On this basis, the critical velocity value was calculated from the formulas by different authors and with the assumption that transition zone between laminar and turbulent flow was in the range of Reynolds number from Re = 2000 to Re = 4000. - Źródło:
-
Ochrona Środowiska; 2018, 40, 1; 51-55
1230-6169 - Pojawia się w:
- Ochrona Środowiska
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł