- Tytuł:
-
Influence of coarse-dispersive solid phase on the 'particles-wall' shear stress in turbulent slurry flow with high solid concentration
Wpływ grubodyspersyjnej fazy stałej na naprężenie styczne 'cząstki - ściana' w turbulentnym przepływie hydromieszaniny dla wysokich koncentracji fazy stałej - Autorzy:
- Bartosik, A.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/140252.pdf
- Data publikacji:
- 2010
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
przepływ turbulentny hydromieszaniny
naprężenie styczne cząstki-ściana
turbulent slurry flow
particles-wall shear stress - Opis:
-
The paper concerns simulation of fully developed and axially-symmetrical turbulent flow of coarse-dispersive slurry if all solid particles have similar size and shape with particles diameter from 1 mm to 5 mm, solid density from 1045 kg/cubic metre to 3000 kg/cubic metre, and solid concentration by volume from 20% to 40%. The author examines the influence of particle diameter on additional shear stress due to the 'particles-wall' interactions for moderate and high solid concentration. The mathematical model was developed using Bagnold's concept, and assumes that the total wall shear stresses are equal to the sum of 'liquid-wall' and 'particles-wall' shear stresses. The mathematical model was successfully verified with own measurements of frictional head loss in vertical coarse - dispersive slurry flow, named: 'sand-water', 'polystyrene-water and 'pvc-water'. The mathematical model can predict 'particles-wall' shear stress, pressure drop and friction factor for coarse-dispersive turbulent slurry flow in a pipe. The aim of the paper is to present qualitative and quantitative dependence of solid particle diameter, solid particle density, solid concentration, and Reynolds number for carrier liquid phase on the 'particles-wall' shear stress. It is demonstrated that the solid particle diameter plays crucial role in its dependence on the 'particles-wall' shear stress. It was proved that in particular flow conditions the 'particles-wall' shear stress is much higher compared to the carrier liquid wall shear stress.
Artykuł dotyczy symulacji w pełni rozwiniętego, osiowo-symetrycznego przepływu turbulentnego grubodyspersyjnej hydromieszaniny z cząstkami stałymi o podobnym wymiarze i kształcie, o średnicy od 1 [mm] do 5 [mm], gęstości cząstek od 1045 [kg/metr sześcienny] do 3000 [kg/metr sześcienny] i objętościowej koncentracji fazy stałej od 20% do 40%. W pracy zbadano wpływ średnicy cząstek stałych na dodatkowe naprężenia styczne w przepływającej hydromieszaninie będące wynikiem interakcji 'cząstki stałe-ściana' dla umiarkowanych i wysokich koncentracji fazy stałej. Model matematyczny powstał na bazie koncepcji Bagnolda i zakłada, że całkowite naprężenie styczne na ściance przewodu równe jest sumie naprężenia 'ciecz-ściana' i 'cząstki stałe-ściana'. Model matematyczny pozwala na przewidywanie: naprężeń stycznych 'cząstki stałe-ściana', spadku ciśnienia oraz współczynnika strat tarcia w turbulentnym przepływie grubodyspersyjnej hydromieszaniny. Model matematyczny pozytywnie zweryfikowano z wynikami własnych badań eksperymentalnych dla grubodyspersyjnej hydromieszaniny typu: 'piasek-woda', 'polistyren-woda' i 'pvc-woda'. Wyniki symulacji przedstawiają jakościową i ilościową zależność naprężeń stycznych 'cząstki stałe-ściana' od średnicy cząstki stałej, gęstości cząstki stałej, objętościowej koncentracji fazy stałej i liczby Reynoldsa dla fazy nośnej. Wykazano, że średnica cząstek stałych ma zasadniczy wpływ na naprężenie styczne 'cząstki stałe-ściana'. Wykazano także, że dla określonych warunków przepływu naprężenie styczne 'cząstki stałe-ściana' znacznie przewyższa naprężenie styczne 'faza nośna-ściana'. - Źródło:
-
Archive of Mechanical Engineering; 2010, LVII, 1; 45-68
0004-0738 - Pojawia się w:
- Archive of Mechanical Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł