Modelling of a turbulent flow using the herschel-bulkley rheological model

• Autorzy: Bartosik A.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie przepływu turbulentnego z użyciem modelu reologicznego Herschela-Bulkleya

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Turbulent flow of a fine dispersive hydromixture with yield stress occurs frequently in chemical engineering and mineral industry. The paper deals with fully developed, axially symmetrical turbulent flow of fine dispersive hydromixture in a horizontal pipe. The mathematical model consists of the time-averaged Navier-Stokes equation in which turbulent stress tensor was set up by taking into account turbulence model together with modified turbulence damping function. The main aim of the paper is to examine the influence of the Herschel-Bulkley rheological model on numerical prediction of turbulent flow of fine dispersive hydromixture. Numerical prediction were successfully verified with literature experimental data.

PL

Turbulentny przepływ drobnodyspersyjnej hydromieszaniny charakteryzującej się "progiem płynięcia" często występuje zarówno w inżynierii chemicznej, jak i w przemyśle wydobywczym. Niniejsza praca dotyczy w pełni rozwiniętego, osiowo-symetrycznego i turbulentnego przepływu drobno-dyspersyjnej hydromieszaniny w przewodzie poziomym. Model matematyczny oparto na uśrednionych po czasie równań Naviera-Stokesa, w których tensor naprężeń turbulentnych wyznaczono z modelu turbulencji wraz ze zmodyfikowaną funkcją tłumienia turbulencji. Celem pracy jest określenie wpływu modelu reologicznego Herschela-Bulkleya na wyniki symulacji numerycznej turbulentnego przepływu drobnodyspersyjnej hydromieszaniny. Wyniki obliczeń numerycznych porównano z dostępnymi wynikami badań eksperymentalnych, uzyskując satysfakcjonującą dokładność.

Słowa kluczowe

EN

Herschel-Bulkley model; hydromixture; rheological model; turbulent flow

PL

hydromieszanina; model Herschela-Bulkleya; model reologiczny; próg płynięcia; przepływ turbulentny

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Inżynieria Chemiczna i Procesowa
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 27, z. 3/1
• Strony: 623--632
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.,

Twórcy

autor

Bartosik A.

• Politechnika Świętokrzyska

Bibliografia

• [1] SHOOK C.A., ROCO M.C., Slurry Flow: Principles and Practice, Butterworth-Heinemann, Boston, 1991.
• [2] WILSON K.C., THOMAS A.D., Int. J. Chem. Eng., 1985, 63, 539.
• [3] LAUNDER B.E., SHARMA B.I., Lett. Heat Mass Trans., 1974, l, 131.
• [4] BARTOSIK A.S., Modiflcation of k-e Model for Slurry Flow with Yield Stress, lOth Int. Conf. Numerical Methods in Laminar and Turbulent Flow, Pineridge Press, 1997, 10, 265.
• [5] BARTOSIK A.S., HiLL K.B., SHOOK C.A., Numerical Modelling of Turbulent Bingham Flow, Proc. 9th Int. Conf. Transport and Sedimentation of Solid Particles, Cracow, September '97; also Sc. Papers of the Agricultural University of Wrocław, Part l, 69.
• [6] SLATTER P.T., Transitional and Turbulent Flow of Non-Newtonian Slurries in Pipes, PhD Thesis, University of Cape Town, 1994.
• [7] Xu J, GILLIES R., SMALL M., SHOOK C., Proc. Hydrotransport 12, BHR Group, Cranfield, UK, 1993, 595.
• [8] SHOOK C.A., BARTOSIK A.S., J. Powder TechnoL, 1994, 81, 117.
• [9] BARTOSIK A.S., SHOOK C.A., J. Part. Sci. TechnoL, 1995, 13, 85.
• [10] STAINSBY R., CHILTON R.A., Proc. BHR Group, Hydrotransport 1996, 13, 21.
• [11] BARTOSIK A.S., Yelocity Distribution Measurements in Bingham Slurry Flow, 10th Int. Conf. Transport and Sedimentation of Solid Particles, Wrocław, September 2000, Sci. Papers of the Agricultural Academy of Wrocław, No. 382, Vol. 2, 571.
• [12] BARTOSIK A.S., Inż. Chem. Proc., 2001, 22, 223.
• [13] BARTOSIK A.S., 2002, Influence of Rheological Parameters on Predictions of Bingham Slurry Flow, llth Int. Conf. Transport and Sedimentation of Solid Particles, Ghent, Belgia, September 2002, also: Sci. Papers of the Agricultural Academy of Wrocław, No. 438, 143.
• [14] BARTOSIK A.S., Influence of Rheological Models on Numerical Prediction of Turbulent Flow, 12th Int. Conf. Transport and Sedimentation of Solid Particles, Academy of Sciences of the Czech Republic, 2004, No. 481, 167.