A pseudo-fluid representation of vertical liquid-coarse solids flow

Abstract

The pseudo–fluid concept has been applied for the prediction of the pressure gradient and voidage in vertical liquid-coarse solids flow. Treating the flowing mixture as a single homogenous fluid, the correlation for the friction coefficient of the suspension–wall was developed, as was the correlation between the true voidage and the apparent (volumetric) voidage in the transport tube. Experiments were performed using water and spherical glass particles 1.20, 1.94 and 2.98 mm in diameter in a transport tube of 24 mm in diameter. The loading ratio (Gp/Gf) was varied between 0.05 and 1.05 and the fluid superficial velocity was between 0.4 Ut and 4.95 Ut where Ut represents the single particle terminal velocity. The voidage ranged from 0.648 to 0.951 for these ratios. Experimental data for the pressure gradient and voidage from the literature agree well with the proposed correlations.

Za predviđanje gradijenta pritiska i poroznosti pri vertikalnom dvofaznom toku tečnosti i krupnih čvrstih čestica primenjen je koncept pseudofluida. Tretirajući pokretnu smešu tečnosti i čestica kao homogeni fluid, određena je zavisnost za koeficijent trenja suspenzija–zid transportne cevi, kao i zavisnost između stvarne i zapreminske (volumetrijske) poroznosti u transportnoj cevi. Eksperimentalna ispitivanja su izvedena u transportnoj cevi prečnika 24 mm, sa sferičnim staklenim česticama prečnika 1.20, 1.94 i 2.98 mm, pri čemu je kao transportni medijum korišćena voda. Opterećenje toka (Gp/Gf) variralo je između 0.05 i 1.05, dok se površinska brzina fluida kretala od 0.4.Ut do 4.95.Ut, gde je Ut brzina odnošenja usamljene čestice. Za navedene obime opterećenja toka i brzine fluida poroznost u sistemu se kretala od 0.648 do 0.951. Eksperimentalni podaci iz literature za gradijent pritiska i poroznost u dobroj su saglasnosti sa predloženim korelacijama.