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Keywords:

  • two-layer model;
  • high concentrations;
  • settling slurries

Abstract

The well-known two-layer model for predicting friction losses for pipeline flows of settling slurries has been extended to solids concentrations above 35% by volume. This has been achieved by incorporating new experimental results to account for increases in friction which have been observed with “settling” slurries at high concentrations. The kinetic (fluid-like) friction appears to increase with solids concentration in a manner which suggests that particle-wall contact plays an important role. The experiments also suggest that the fraction of the total solids which contributes Coulombic (velocity insensitive) friction also increases to some extent at high concentrations. This effect is expressed in a tentative correlation which employs a slurry Reynolds number. In addition, new experimental measurements of delivered and in-situ concentrations have been used to test predictions made with the previous version of the model. The measurements show that the interracial friction factor proposed recently by Wilson and coworkers is preferable for slurries of coarse particles.

Le modèle à deux couches bien connu pour la prédiction des pertes par frottement dans les écoulements des boues de décantation dans les conduites a été étendu aux concentrations de solides supérieures à 35% en volume. Ceci a été réalisé en introduisant de nouveaux résultats expérimentaux afin de tenir compte des augmentations de frottement qui ont été observérs avec des boues de “decantation” à de fortes concentrations. Le frottement cinétique (semblable à un fluide) semble augmenter avec la concentration de solides d'une facon qui laisse penser que le contact particules-paroi joue un rôle important. Les expériences semblent également montrer que le fraction des solides totaux qui contribue au frottement de Coulomb (insensible à la vitesse) augmente également dans une certaine mesure à de fortes concentrations. Cet effet est exprimée dans une corrélation provisoire basée sur un nombre de Reynolds des boues. En outre, on a eu recours à de nouvelles mesures expérimentales de concentrations indirectes et in situ pour tester les prédictions réalisées à l'aide de la version précédente du modèle. Ces mesures montrent que le facteur de frottement interracial récemment proposé par Wilson et ses collègues est préférable pour des suspensions de particules grossières.