Инженерные методы расчета гидротранспортирования твердых частиц в горизонтальных и вертикальных трубах
Авторы: Кондратьев А.С., Ньа Т.Л., Швыдько П.П.
Опубликовано в выпуске: #3(75)/2018
DOI: 10.18698/2308-6033-2018-3-1740
Раздел: Механика | Рубрика: Механика жидкости, газа и плазмы
Расчет параметров гидротранспортирования движения двухфазной смеси дисперсных твердых материалов в ньютоновской жидкости основан на методе Лагранжа. Сформулирована физико-математическая модель движения и изложены методы расчета монодисперсных двухфазных смесей в горизонтальных и вертикальных трубах. Приведены результаты сравнения расчетных характеристик гидротранспортирования (средней скорости, градиента давления, средней объемной доли твердой фазы и ее распределение в вертикальном диаметральном сечении) с опубликованными опытными данными и расчетными зависимостями, полученными зарубежными авторами. Результаты расчетов по разработанным методам качественно и количественно лучше согласуются с опытными данными в сравнении с характеристиками, которые рассчитаны методами, развиваемыми иностранными авторами. Результаты сопоставления предложенных методов расчета с методами расчета других авторов позволяют рекомендовать их для проведения инженерных расчетов.
Литература
[1] Кондратьев А.С., Швыдько П.П. Расчет движения полидисперсных смесей твердых частиц в потоке жидкости в горизонтальной трубе. Теорет. основы хим. технологии, 2017, т. 51, № 1, с. 99–110.
[2] Norman J.T., Navak H.V., Bonnecaze R.T. Migration of buoyant particles in low — Reynolds — number pressure — driven flow. J. Fluid Mechanics, 2005, vol. 523, pp. 1–28.
[3] Кондратьев А.С. Расчет течения в призматических трубах с использованием модели плоского течения. Теорет. основы хим. технологии, 2009, т. 43, № 4, с. 459–465.
[4] Кондратьев А.С., Ньа Т.Л., Швыдько П.П. Эмпирические формулы для расчета подъемных сил, действующих на твердые частицы при гидротранспортировании. Проблемы аксиоматики в гидрогазодинамике. Сб. ст. № 30. Москва, Sputnik +, 2016, с. 407–419.
[5] Cerbelli S., Giusti A., Soldati A. ADE approach to predicting dispersion of heavy particles in wall-bounded turbulence. Intern. J. Multiphase Flow, 2001, vol. 27, no. 11, pp. 1861–1879.
[6] Roco M.C., Shook C.A. Modeling of Slurry Flow: The Effect of Particle Size. Can. J. Chem. Engin. 1983, vol. 61 (4), pp. 494–503.
[7] Gillies R.G., Shook C.A., Xu J. Modeling Heterogeneous Slurry Flow at High Velocities. Can. J. Chem. Engin, 2004, vol. 82 (5), pp. 1060–1065.
[8] Messa G.V., Malavasi S. Numerical prediction of particle distribution of solid-liquid slurries in straight pipes and bends. Engin. Applic. Comput. Fluid Mech., 2014, vol. 8, no. 3, pp. 356–372.
[9] Кондратьев А.С., Швыдько П.П. Физико-математическая модель и метод расчета гидротранспортирования твердых монодисперсных частиц. Вест. МГПУ. Сер. Естественные науки, 2017, № 2 (26), с. 59–69.
[10] Gopaliya M.K., Kaushal D.R. Modeling of sand-water slurry flow through horizontal pipe using CFD. J. Hydrol. Hydromech, 2016, vol. 64, no. 3, pp. 261–272.
[11] Summer R.J., McKibben M.J., Shook C.A. Concentration and velocity distributions in turbulent vertical slurry flows. Ecoulements Solide-Liquide, 1990, vol. 2 (2), pp. 33–42.
[12] Кондратьев А.С., Ньа Т.Л. Основы расчета гидродинамических параметров при движении жидкости с монодисперсными крупными твердыми частицами в вертикальных трубах. Фундаментальные исследования, 2016, № 9, с. 35–42.
[13] Krampa-Morlu F.N., Bergstrom D.J., Bugg J.D., Sanders R.S., Schaan J. Numerical Simulation of Dense Coarse Particle Slurry Flows in a Vertical Pipe. 5th ICMF. Yokohama. Japan. May 31–June 3. 2004, p. 1. URL: http://homepage.usask.ca/~fnk382/icmf_2004.pdf
[14] Krampa F.N. Two-Fluid Modelling of Heterogeneous Coarse Particle Slurry Flows. Doct. Disser. Univer. Saskatchewan, 2009, 242 p.