Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

Luo R., Gruszczyński M., You W., Xia J., Sobota J.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 1

99--110

EN

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.

PL

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.

2

Simulation of the friction factor in a yield-stress slurry flow which exhibits turbulence damping near the pipe wall

Bartosik A.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2011

|

Vol. 49 nr 2

283-300

EN

The paper deals with the mathematical modelling of fully developed turbulent flow of a Bingham hydromixture in a pipe. The mathematical model is based on time averaged Navier-Stokes equations and uses the apparent viscosity concept. The problem of closure of the turbulence stress tensor was solved by the two-equation turbulence model in which a modified turbulence damping function was taken into account. The final form of the mathematical model constitutes a set of three non-linear partial differential equations. The main aim of the paper is to demonstrate a significant decrease of turbulence near the pipe wall, as the friction factor is below that for a water flow. The paper presents results of numerical simulation of the frictional head loss and friction factor for slurry flows with low, moderate, and high yield stresses. Predicted frictional head losses have been compared with experimental data showing satisfying agreement. It is demonstrated that the frictional head loss and the friction factor substantially depend on the yield stress. The results of numerical simulation are presented as figures and conclusions. Possible causes of turbulence damping near the pipe wall are discussed.

PL

Artykuł dotyczy matematycznego modelowania w pełni rozwiniętego przepływu hydromieszaniny Binghama w przewodzie kołowym. Model matematyczny zbudowano na bazie równań Naviera-Stokesa z zastosowaniem koncepcji lepkości pozornej. Problem domknięcia układu równań, wynikający z dodatkowych składowych tensora naprężeń turbulentnych, rozwiązano poprzez użycie dwu równaniowego modelu turbulencji, w którym zastosowano zmodyfikowaną funkcję tłumiącą turbulencję przy ścianie. Ostateczna postać modelu matematycznego zawiera trzy nieliniowe równania różniczkowe cząstkowe. Głównym celem pracy jest przedstawienie wzmożonego tłumienia turbulencji w obszarze przyściennym, jako że współczynnik strat tarcia hydromieszaniny jest niższy w stosunku do wody. Artykuł przedstawia wyniki numerycznej symulacji współczynnika strat tarcia dla szlamu z niskim, umiarkowanym i wysokim progiem płynięcia. Obliczony jednostkowy spadek ciśnienia porównano z wynikami badań eksperymentalnych, uzyskując satysfakcjonującą dokładność. Wykazano, że jednostkowy spadek ciśnienia i współczynnik strat tarcia zależą istotnie od progu płynięcia. Wyniki numerycznej symulacji przedstawiono w postaci wykresów i wniosków oraz omówiono możliwe przyczyny wzmożonego zjawiska tłumienia turbulencji przy ścianie.

3

Pomiar i obliczenia rozkładu prędkości w turbulentnym przepływie hydromieszaniny Binghama

Bartosik A. S.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2001

|

T. 22, z. 3B

223--228

PL

Badanym medium jest hydromieszanina Bingham’a o d50=0,01 mm. Przedmiotem badań jest pomiar i obliczenia rozkładu prędkości w poziomym rurociągu o średnicy wewnętrznej 50 mm, w zakresie umiarkowanych koncentracji fazy stałej. Wyniki obliczeń numerycznych profilu prędkości, przy użyciu zmodyfikowanego modelu turbulencji oraz z zastosowaniem hipotezy Wilson’a-Thomas’a, porównano z wynikami własnych badań eksperymentalnych. Zgromadzone wyniki potwierdzają, że zmodyfikowany model turbulencji poprawnie przewiduje rozkład prędkości, który jakościowo różni się od profilu w cieczy newtonowskiej.

EN

Bingham hydromixture with d50=0.01 mm is studied medium. Focus of attention is directed toward measurements and predictions of velocity distribution in horizontal pipe of 50 mm ID in moderate range of solid concentration. Results of numerical predictions, using modified model of turbulence with aid of Wilson-Thomas hypothesis, are matched with own experimental data. Collected results confirm that modified model of turbulence well predicts velocity distribution and velocity shape is qualitatively different from the Newtonian one.