Slow non-newtonian flow through packed beds: Effect of zero shear viscosity

Authors

  • A. K. Jaiswal,

    1. Department of Mechanical Engineering, Indian Institute of Technology, Kanpur, India 208016
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  • T. Sundararajan,

    1. Department of Mechanical Engineering, Indian Institute of Technology, Kanpur, India 208016
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  • R. P. Chhabra

    Corresponding author
    1. Département de Génie Chimique, École Polytechnique de Montréal, C.P. 6079, Succursale A, Montréal, PQ, Canada H3C 3A7
    • Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology, Kanpur, India 208016.
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Abstract

The slow non-Newtonian (inelastic) flow through packed beds of mono-size spherical particles has been simulated by solving the equations of motion numerically. The inter-particle interactions have been modelled by using a simple cell model. Theoretical estimates of pressure, friction and total drag coefficients as function of the pertinent physical (l≥n≥ 0.2; 0.3 ≤ e ≤ 0.5) and kinematic parameters (0.01 ≤ '≤ 100) for a fixed value of Reynolds number {Re = 0.001) have been obtained. The theoretical predictions reported herein have been validated using the suitable experimental results available in the literature, and the importance of including the zero shear viscosity in analyses for the creeping flow problems is convincingly demonstrated.

Abstract

On a simué ľécoulement lent non newtonien (inélastique) dans des lits garnis de particules sphériques de měme taille en résolvant numériquement les équations de mouvement. Les échanges interparticulaires ont été modélisés à ľaide ďun modèle de cellules simple. On a obtenu des estimations théoriques des coefficients de traǐnée totaux, de friction et de pression en fonction des paramètres physiques (1 ≥ n ≥ 0,2; 0,3 ≤ '≤ 0,5) et des paramètres cinétiques (0,01 ≤ '≤ 100) pertinents pour une valeur fixe du nombre de Reynolds (Re = 0,001). Les prédictions théoriques ont été validées à ľaide des résultats expérimentaux issus de la littérature scientifique, et on démontre clairement ľimportance de ľutilisation de la viscosité à cisaillement nul dans les analyses pour les problèmes ďécoulement rampant.

Ancillary