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A pipeline transport correlation for slurries with small but dense particles

Authors


Abstract

Most correlations/models for minimum transport or critical velocity of slurry were developed for slurries composed of particles greater than ∼100–200 µm diameter with narrow particle-size distributions which is typical of the minerals industry. Many other process industries handle smaller particles. In particular waste slurries at the U.S. Department of Energy's Hanford Site have broad size distributions and significant fractions of smaller particles. Despite the size of these wastes, recent studies at Pacific Northwest National Laboratory indicate that the small particles might be of sufficient density to pose a significant risk for pipeline deposition and plugging. To allow predictive assessment of deposition of fine dense particles for waste slurry transport at the U.S. DOE Hanford site, a pipeline-transport correlation for critical velocity was developed using a simple power-law between two dimensionless numbers important for slurry transport, the deposition Froude and Archimedes numbers. The correlation accords well with experimental data for slurries with Archimedes numbers <80 and is an adequate pipeline design guide for processing Hanford waste slurry.

Abstract

La plupart des corrélations/modèles pour le transport minimum ou la vitesse critique des boues liquides ont été développés pour des boues liquides composées de particules de diamètre supérieur à ∼100–200 µm avec des distributions étroites des tailles des particules qui sont typiques de l'industrie minière. De nombreuses autres industries de transformation gèrent les particules plus petites. En particulier, les boues liquides des déchets du site de Hanford du Département américain de l'Énergie (DOE) présentent de larges distributions de taille et des fractions significatives de particules plus petites. En dépit de la taille de ces déchets, des études récentes du Pacific Northwest National Laboratory indiquent que les petites particules pourraient être de densité suffisante pour poser un risque significatif de blocage et de dépôt des canalisations. Pour permettre une évaluation prédictive des dépôts de petites particules denses pour le transport des boues liquides des déchets au site de Hanford du DOE américain, une corrélation pipeline-transport pour la vitesse critique a été développée en utilisant une simple relation exponentielle entre deux nombres adimensionnels importants le transport des boues liquides, le dépôt Froude et les nombres d'Archimède. La corrélation correspond bien avec les données expérimentales pour les boues liquides présentant des nombres d'Archimède <80 et constitue un guide de conception adéquat des canalisations pour le traitement des boues liquides des déchets de Hanford.

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