Proudění komplexních kalů s nenewtonskou nosnou kapalinou

Abstract

Tato práce se zabývá prouděním nenewtonských komplexních směsí v potrubí. V rámci plnění cílů byla vytvořena unikátní a rozsáhlá experimentální databáze obsahující informace o chování směsí se značným rozpětím tokových vlastností. Na základě provedených experimentů byl zkoumán přechod mezi laminárním/turbulentním prouděním a vznik nepohyblivého lože na dně potrubí (kritická rychlost). Experimentální analýza vlivu pevných částic na přechod mezi laminárním a turbulentním prouděním ukazuje jasný vliv hrubých zrn. Pro výpočet tlakových ztrát třením při proudění komplexních směsí v potrubí je v této práci prezentována modifikace tříkomponentního modelu, který byl kalibrován a validován na datech vlastních i poskytnutých nezávislými organizacemi.

This work deals with flows of non-Newtonian complex slurries in pipes. Unique and extensive experimental data base covering wide ranges of slurry properties and flow conditions using a laboratory analogue located at the Water Engineering Laboratory of the Czech Technical University in Prague was created. Techniques of predicting the laminar/turbulent transition and deposition limit velocity of coarse particles in non-Newtonian medium were investigated. Experimental analysis of effect of coarse particles on the laminar/turbulent transition shows an evident influence of coarse particles. Furthemore, a reliable and robust three-component model for frictional head loss in turbulent flows of complex slurries was presented. This model was calibrated and validated using own and provided independent experimental data.