The flow of sand/water slurries in horizontal pipes with internal spiral ribs — effect of rib height

Authors


Abstract

The effect of secondary flows created by an internal spiral rib in an otherwise conventional smooth 2-inch pipe on the transportability of “settling” suspensions of sand in water was investigated with emphasis on the effect of rib height.

While the ribs were found to be a disadvantage at relatively high average mixture velocities because of increased pressure gradients, they were advantageous at low velocities. The deposit velocity and the pressure gradient at the deposit velocity in ribbed pipes of several pitch to diameter ratios and rib heights were correlated with respect to the corresponding smooth pipe values. These correlations are useful in pipeline design. The optimum rib geometry was estimated to be a pitch to diameter ratio of about 8 and a rib height in the range of 10–15% of the pipe diameter for the solid-liquid mixtures investigated.

Abstract

On a étudié l'effet des écoulements secondaires, produits par une nervure spirale et interne dans un tuyau de 2 pouces classique et a surface normalement lisse, sur l'aptitude de ce type de tuyau à transporter des suspensions de sable dans l'eau qui tendent à former un sédiment; on a porté une attention spéciale à l'effet de la hauteur de la nervure.

Bien qu'on ait constaté que les nervures constituaient un désavantage à des vitesses relativement élevées de la moyenne des mélanges, à cause de l'accroissement des gradients de pression, elles se sont avérées avantageuses à de faibles vitesses. La vitesse de sédimentation et le gradient de pression à cette vitesse dans les tuyaux nervurés (possédant des nervures de différentes hauteurs et divers rapports entre l'inclinaison et le diamètre) ont été mis en corrélation avec les valeurs correspondantes des tuyaux à surface lisse. Les dites corrélations sont utiles pour la conception des pipelines. On a évalué que, pour les mélanges de matières solides et de liquides étudiés, la forme géométrique optimale des nervures correspondait à un rapport d'environ 8 entre l'inclinaison et le diamètre et une hauteur de nervure variant entre 10 et 15% du diamètre du tuyau.

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