An experimental investigation of the cross-flow of power law liquids past a bundle of cylinders and in a bed of stacked screens

Authors


Abstract

The steady flow of power-law polymer solutions normal to arrays of cylinders and in a bed of screens has been investigated experimentally. Extensive pressure drop measurements have been made for three different test cells (two tube bundles and one bed made of screens) of different voidages for a series of inelastic carboxymethyl cellulose and sodium alginate aqueous solutions. The resulting values of friction factor correlate well with a modified definition of the Reynolds number based on the capillary bundle representation of the bed. The new data extend considerably the range of voidage values from ∼0.6 to ∼0.87. Extensive comparisons have also been made between the present experimental data and our previous calculations based on the use of simple cell models. The close correspondence between the two demonstrates the utility of such idealized analyses. All in all, the present results embrace the following ranges of physical and kinematic conditions: Reynolds number: 0.01 to ∼1200; power-law flow behaviour index: 0.38 to 1; and three values of voidage, namely, 0.74, 0.78 and 0.87.

Abstract

On a étudié de façon expérimentale l'écoulement en régime permanent perpendiculairement à des arrangements de cylindres et dans un lit d'écrans dans le cas de solutions de polymères obéissant à une loi de puissance. Des mesures de pertes de charge extensives ont été effectuées pour trois cellules d'essai différentes (deux faisceaux tubulaires et un lit composé d'écrans) pour différents degrés de vide pour une série de solution aqueuses de carboxyméthyle cellulose et d'alginate de sodium inélastiques. Les valeurs de facteurs de friction obtenues montrent une bonne corrélation avec une définition modifiée du nombre de Reynolds reposant sur la représentation en faisceaux capillaires du lit. Les nouvelles données étendent considérablement la gamme des valeurs de vide de ∼0, 6 à ∼0, 87. Des comparaisons extensives ont egalement été effectuées entre les présentes données expérimentales et nos calculs antérieurs s'appuyant sur l'utilisation de modèles de cellules simples. L'étroite correspondence entre les deux démontre l'utilité de telles analyses idéalisées. Globalement, les présents résultats couvrent les gammes de conditions physiques et cinématiques suivantes: nombre de Reynolds: 0, 01 à ∼1200; indice de comporte-ment d'écoulement de loi de puissance: 0, 38 à 1; et trois valeurs de degré de vide, soient 0, 74, 0, 78 et 0, 87.

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