Wall effect for the fall of spheres in cylindrical tubes at high reynolds number

Authors

  • P. H. T. Uhlherr,

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering, Monash University, Clayton, Victoria, 3168, Australia
    • Department of Chemical Engineering, Monash University, Clayton, Victoria, 3168, Australia
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  • R. P. Chhabra

    1. School of Chemical Engineering and Industrial Chemistry, University of New South Wales, Sydney, N.S.W., 2052, Australia
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Abstract

New experimental results on the wall effect for sphere motion in cylindrical tubes are presented and discussed for the conditions d/D ≤ 0.9 and Rem ≤ 20000. Extensive comparisons with previous studies have been carried out to evaluate their predictability and to demonstrate the utility of the present results.

The wall factor, defined as the ratio of settling velocity in an unbounded medium to that measured in a cylindrical tube, is found to depend on sphere-to-tube diameter ratio and on sphere Reynolds number. However, for small values of the Reynolds number (Re ≤ 0.5), as well for large values (Re ≥ 1000), the Reynolds number dependence of the wall factor disappears; in these regions, only the dependence on diameter ratio remains.

Abstract

De nouveaux résultats expérimentaux sur l'effet de paroi pour le déplacement des sphères dans des tubes cyclindriques sont présentés et analysés pour les conditions d/D ≤ 0,9 Rem ≤ 2000. On a effectué des comparaisons poussées avec les études antérieures afin d'évaluer la caractère prédictif du modèle et de démontrer l'utilité des présents résultats.

On a trouvé que le facteur de paroi, défini comme le rapport entre la vitesse de décantation dans un milieu infini et la vitesse dans un tube cylindrique, dépendait du rapport de diamètre sphères-tube et du nombre de Reynolds des sphères. Cependant, pour le petites valeurs du nombre de Reynolds (Re ≤ 0.5) comme pour les grands (Re ≤ 1000), la dépendance du facteur de paroi par rapport au nombre: de Reynolds disparait; dans ces régions, seule subsiste la dépendance par rapport au rapport des diamètres.

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