Rozkład stężenia objętościowego cząstek stałych w przekroju poprzecznym kwadratowego przewodu podczas hydrotransportu mieszaniny gruboziarnistej

Na podstawie analizy sił działających podczas przepływu mieszaniny ciecz-cząstki piasku oraz wprowadzając parametr k, uzyskano formułę do obliczania położenia strefy maksymalnego stężenia objętościowego cząstek stałych w pionowej osi przekroju poprzecznego przewodu. Formuła została ustalona na podstawie badań przepływu mieszaniny gruboziarnistej o stężeniu objętościowym 5%, zawierającej ziarna piasku o średnicach 0,5 mm, 1,0 mm lub 3,0 mm, w przewodzie o przekroju kwadratowym (50 mm×50 mm), przy trzech prędkościach przepływu – 1,5 m/s, 2,0 m/s i 2,5 m/s. Profile stężenia cząstek w przekroju poprzecznym przewodu określono wykorzystując metodę PIV (particle image velocimetry). Weryfikacja zaproponowanej formuły, otrzymanej na podstawie wyników badań przepływu w przewodzie kwadratowym wykazała, że z wystarczającą dokładnością może być ona stosowana do analizy hydrotransportu mieszanin gruboziarnistych w rurociągach.

A formula for calculating the location of maximum solid particle volume concentration zone on the vertical axis of the transverse conduit profile was obtained from analysis of forces acting during the flow of liquid-sand particle mixture as well as by the parameter k introduction. The formula was determined on the basis of flow test results for the 5% coarse mixture (vol.) containing sand grains of 0.5 mm, 1.0 mm and 3.0 mm in diameter in a 50 × 50 mm square conduit, at three flow velocities: 1.5 m/s, 2.0 m/s and 2.5 m/s. The transverse concentration profiles were measured using the PIV (particle image velocity) method. Verification of the proposed formula, obtained from the results of the flow tests in the square conductors, showed that with sufficient accuracy it can be applied to the analysis of coarse mixture flows in the pipelines.