Heating and cooling of flocculated and non-flocculated slurries in tubular heat exchangers

Authors


Abstract

The distinctly different turbulent heat transfer characteristics of flocculated kaolin slurries are compared with nonflocculated coal slurries via modified J-factor correlation forms for tubular exchangers. Both slurry types were statistically best-fitted with the approximate solution Bingham plastic flow model in preference to the local shear power law. In addition, the first known turbulent slurry heat transfer cooling results are presented along with the heating results. No distinction was made between heating and cooling correlation forms because of a random scatter of experimental points.

Experimental results were interpreted as follows

A. Flocculated kaolin slurries

JH = (h/CpG) (Cmath formula/K1)2;3= 0.027(DVρ/μLe)0.2

11%ω < %ω Solids < 24%ω

Maximum Deviations: + 19.3%, − 17.8%

B. Non-flocculated coal slurries

Jw = (h/CpG)(CpμLe/kw)2/3e−Bϕ/4)

=0.0285 (DVρ/ μLe)−0.2

13%w > %w Solids < 33.5%.

Maximum Deviations: + 17.8%, - 11.1%

Abstract

On compare, dans le cas des échangeurs tubulaires, les caractéristiques nettement différentes du transfert turbulent de la chaleur par des suspensions floculées de kaolin avec celui obtenu avec des suspensions non floculées de charbon. Au point de vue des statistiques, les deux types de suspension s'accommodent le mieux à la solution approximative du modèle d̂écoulement plastique de Bingham et ce, de préférence à la loi d̂énergie relativement au cisaillement local. On présente, en outre, les premiers résultats connus du refroidissement dans le transfert turbulent de la chaleur des suspensions en même temps que les résultats relatifs au réchauffement. On n'a fait aucune distinction entre les formules de corrélation du réchauffement et du refroidissement, à cause de la dispersion aléatoire des points expérimentaux.

On interprète comme suit les résultats expérimentaux: —

A. Suspensions floculées de kaolin

JH = (h/CpG) (Cmath formula/K1)2;3= 0.027(DVρ/μLe)0.2

11%ω < %ω Solids < 24%ω

Ecarts maximaux: + 19.3%, - 17.8%

B. Suspensions non floculées de charbon

Jw = (h/CpG)(CpμLe/kw)2/3e−Bϕ/4)

=0.0285 (DVρ/ μLe)−0.2

13%w > %w matières solides < 33.5%w

Ecarts maximaux: + 17.8%, − 11.1%

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