Simulation of turbulent flow of a fine dispersive slurry

• Autorzy: Bartosik A.

Warianty tytułu

PL

Symulacja turbulentnego przepływu drobnodyspersyjnej hydromieszaniny z progiem płynięcia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Solid.liquid turbulent flow in a pipeline has been simulated for concentration of solids ranging from 0 to 45 % by volume. Water was the carrier liquid, the solid phase constituted fine particles with mean particle diameters of tens of microns. Mathematical model comprising the time averaged momentum equation, k-turbulence model with a modified turbulence damping function, Bingham rheological model has successfully been verified. The results of simulation indicate that concentration of solids affects strongly local velocity at the pipe wall while the pressure gradient and thickness of the viscous sublayer increase linearly for CV in the range 0.25%, and exponentially for CV > 25%.

PL

Symulowano turbulentny przepływ faza stała.faza ciekła w rurze w zakresie objętościowej koncentracji fazy stałej 0.45%. Ciecz nośną stanowiła woda, fazę stałą . drobnodyspersyjne cząstki o średniej średnicy kilkudziesięciu mikrometrów. Pozytywnie zweryfikowano model matematyczny, złożony z uśrednionego po czasie równania pędu, modelu turbulencji k-zmodyfikowanej funkcji tłumiącej turbulencję przy ścianie i modelu reologicznego Binghama. Wyniki symulacji wskazują, że prędkość lokalna przy ścianie zależy od koncentracji fazy stałej, jednostkowy spadek ciśnienia natomiast i grubość podwarstwy lepkiej zwiększają się liniowo dla CV w zakresie 0.25% i wykładniczo dla CV > 25%.

Słowa kluczowe

EN

dispersive slurry; turbulent flow

PL

hydromieszanina; przepływ turbulentny

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Chemical and Process Engineering
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, z. 1
• Strony: 67--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz.,Wykr., rys.,

Twórcy

autor

Bartosik A.

• Kielce University of Technology, al. Tysiąclecia P.P., 7, 25-314 Kielce, Poland

Bibliografia

• [1] SOO S.L., Multiphase Fluid Dynamics, Science Press, Beijing, 1990.
• [2] BIRD R.B., STEWART W.E., LIGHTFOOT E.N., Transport Phenomena, Wiley, New York, 1960.
• [3] PROSNAK W.J., Equations of Classical Fluid Dynamics (in Polish), Warsaw, 2006.
• [4] SPALDING D.B., Recent Advances in Numerical Methods in Fluids, C. Taylor, K. Morgan (Eds.), Pineridge Press, Swansea, 1980, 139.
• [5] SPALDING D.B., Imperial College of Science and Technology, Rep. No. CFD/82/4, Mech. Engng. Dept., London, 1983,.
• [6] HANJALIĆ K., POPOVAC M., HADŹIABDIĆ M., Int. J. Heat Fluid Flow, 25, 2004, 1047.
• [7] KOŁMOGOROV A.N., Izv. Acad. Sci. SSSR, Ser. Fiz. 6, No. 1–2, 1942, 56.
• [8] WILSON K.C., THOMAS A.D., Int. J. Chem. Eng., 63, 1985, 539.
• [9] BARTOSIK A., Chem. Proc. Eng., 27, 2006, 623.
• [10] BARTOSIK A., Proc. 10th Int. Conf. Numerical Methods in Laminar and Turbulent Flow, C. Taylor, J.T. Cross (Eds.), Pineridge Press, 10, 1997, 265.
• [11] BARTOSIK A., HILL K., SHOOK C., Proc. 9th Int. Conf. Transport and Sedimentation of Solid Particles, Part 1, 1997,69.
• [12] BARTOSIK A., Chem. Proc. Eng., 22, 2001, 223.
• [13] BARTOSIK A., 12th Int. Symp. Freight Pipelines joined with 12th Int. Conf. Transport and Sedimentation of Solid Particles, Prague, Acad. Sci. Czech Republic, September 2004, 167.
• [14] HINZE J.O., Prog. in Heat Mass Transfer, 6, 1971, 433.
• [15] BARTOSIK A., Flow, Turbulence and Combustion, Springer, Berlin, 84, 2009, 277.
• [16] DANON H., WOLFSHTEIN M., HETSRONI G., Int. J. Multiphase Flow, 3, 1977, 223.
• [17] ROCO M.C., SHOOK C.A., Can. J. Chem. Eng., 61, 1983, 494.
• [18] ROCO M.C., BALAKRISHNAN N., J. Rheology, 29, 1985, 431.
• [19] WU Y., Proc. ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting, Part 1, San Diego, July 7–11, 1996, CA, 265.
• [20] LI Y., ZHOU L.X., Proc. ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting, Part 1, San Diego, July 7–11, 1996, CA, 311.
• [21] MISHRA R., SINGH S.N., SESHADRI V., Powder Handling Proc., 10, 1998, 279.
• [22] YULIN W.U., ASME Fluid Engineering Division Conference, FED, 236, 1996, 265.
• [23] LING J., SKUDARNOV P.V., LIN C.X., EBADIAN M.A., Int. J. Heat Fluid Flow, 24, 2003, 389.
• [24] STAINSBY R., CHILTON R.A., Proc. 2nd CFDS Int. User Conf., Pittsburgh, 1994, 259.
• [25] STAINSBY R., CHILTON R.A., Proc. BHR Group, Hydrotransport-13, 1996, 21.
• [26] LAUNDER B.E., SHARMA B.I., Lett. Heat Mass Transfer, No. 1, 1974, 131.
• [27] CUI H., GRACE J.R., Int. J. Multiphase Flow, 33, 2007, 921.
• [28] SHOOK C.A., ROCO M.C., Slurry Flow: Principles and Practice, Butterworth-Heinemann, Boston, 1991.
• [29] THOMAS D.G., AIChE J., 9, 1963, 310.
• [30] SLATTER P.T., Transitional and Turbulent Flow of Non-Newtonian Slurries in Pipes, PhD Thesis, University of Cape Town, 1994.
• [31] BARTOSIK A., Arch. Therm., 29, 2008, 69.