Dispersion and slip effects in hydraulic hoisting of solids

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Abstract

Concentration changes which occur in cyclical hydraulic hoisting operations can be modelled with a form of the convection-diffusion equation. In order to solve this equation it is necessary to specify the axial dispersion coefficient and the effective slip of the particles relative to the mean velocity. The effective slip depends upon drag and particle migration effects.

Experimental observations of these concentration changes are interpreted with numerical solutions of the appropriate equation. Fine particles develop a near-Gaussian concentration distribution while coarse particles produce a saw-tooth pulse. Axial dispersion coefficients are similar to those observed with solutes in turbulent slurry flows and slip velocities are shown to be concentration dependent.

Abstract

Les changements de concentration survenant dans les opérations d'extraction hydrauliques cycliques, peuvent ětre modélisés avec une forme de l'équation convection-diffusion. Pour résoudre cette équation, il faut préciser le coefficient de dispersion axiale et le glissement effectif des particules par rapport à la vitesse moyenne. Le glissement effectif dépend des effets de la résistance et de la migration des particules.

Les observations expérimentales de ces changements de concentration sont interprétées à l'aide de solutions numériques de l'équation appropriée. Les particules fines adoptent une distribution de concentration quasi-guassienne tandis que les particules grossières une onde en dent de scie. Les coefficients de dispersion axiale sont similaires à ceux observés avec des solutés dans des écoulements de suspensions turbulents et on montre que les vitesses de glissement dépendent de la concentration.

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