اندازه ذرات درون لوله های پلی اتیلن

طراحی هیدرولیکی لوله های پلی اتیلن -قسمت چهارم

اندازه ذرات

به عنوان یک توصیه کلی، اندازه ذرات نباید از ۲/ ۰ اینچ ( ۵ میلیمتر ) تجاوز کند، اما ذرات بزرگ تر به شرطی قابل قبول هستند که درصد کمی در دوغاب داشته باشند. گرانروی مخلوط دوغابی که حاوی ذرات بزرگ تر مانند ماسه های ریز و ذرات درشت است، تقریبا برابر با گرانروی مایع حامل است. با این حال اگر اندازه ذرات خیلی ریز (در حدود ۱۵ میکرون یا کمتر) باشد، گرانروی دوغاب به بیش از گرانروی مایع حامل افزایش می یابد. باید پیش از تعیین افت فشارهای ناشی از اصطکاک جریان، رئولوژی دوغاب های ریزدانه را از نظر گرانروی و وزن مخصوص ۱ مورد آنالیز قرار داد. عدم مطالعه صحیح خواص رئولوژی سیال می تواند منجر به خطاهای قابل ملاحظه ای در آنالیز مقاومت جریان شود. دوغاب های آبی خاک ریز، رس و رس کائولینی نمونه هایی از دوغاب های دانه ریز هستند.

در بیشتر دوغاب ها، اندازه ذرات یکنواخت نیست و این عدم یکنواختی اندازه ذرات موجب تسهیل انتقال ذرات بزرگ تر می شود. در دوغاب هایی که بیشتر از ذرات ریز تشکیل شده اند، مخلوط ذرات ریز به مثابه سیالی که گرانروی بیشتری دارد عمل می کنند و به معلق نگهداشتن ذرات بزرگ تر کمک می کنند. در آنالیز جریان دوغاب هایی با اندازه ذرات غیر یکنواخت باید خواص رئولوژی مخلوط ذرات ریز را مورد بررسی قرار داد.

همچنان با شرکت توسن صنعت آپادانا تولیدکننده و ارائه کننده انواع لوله های پلی اتیلن، لوله آبیاری، نوار آبیاری و لوله دریپردار همراه باشید.

 

غلظت ذرات جامد و وزن مخصوص

برای تعیین غلظت ذرات جامد و وزن مخصوص مخلوط می توان از معادلات ۶- ۲۰ تا ۶- ۲۳ استفاده نمود. اطلاعاتی راجع به وزن مخصوص و اندازه ذرات برخی از دوغاب ها در جداول ۶- ۷، ۶- ۸ و ۶- ۹ آمده است.

 

که در آن ها:

SL = وزن مخصوص مایع حامل

SS = وزن مخصوص ذرات جامد

SM = وزن مخصوص مخلوط دوغاب

CV = درصد غلظت حجمی ذرات جامد

CW = درصد غلظت وزنی ذرات جامد

 

سرعت بحرانی

همانطور که در بالا اشاره شد، جریان متلاطم جهت حفظ ذرات در حالت معلق، ارجحیت دارد. جریان متلاطم موجب اجتناب از تشکیل بسترهای لغزنده ای از ذرات جامد شده و از ساییدگی و گرفتگی احتمالی لوله جلوگیری می کند. معمولا اعداد رینولدز بالای ۴۰۰۰ ، ایجاد جریان متلاطم را تضمین می کنند.

حفظ سرعت جریان، ۳۰ % بالاتر از سرعت بحرانی ته نشینی، اقدام خوبی است. این عمل موجب تضمین حفظ ذرات در حالت

معلق می شود و از ساییدگی احتمالی بیش از حد لوله پیشگیری می نماید. سرعت بحرانی در لوله های افقی را می توان از رابطه ۶- ۲۴تخمین زد.

کار با این معادله نتایج متفاوتی ایجاد کرده است. استفاده از برخی روابط دیگر در مقالات پیشنهاد شده است. به گزارش تامسون و اود ( ۲۶ ) مراجعه کنید. در هر پروژه خاص، ابتدا یک بخش آزمایشی را برای بررسی کاربردی بودن این معادله احداث می کنند.

که برخی عبارات آن قبلاً تعریف شده اند و همچنین داریم:

VC = سرعت ته نشینی بحرانی،  ft/sec

FL = ضریب سرعت (جداول ۷- ۲ و ۸- ۲)

d¢ = قطر داخلی لوله، اینچ

حداقل سرعت ذرات دوغاب) زیر ۵۰ میکرون یا ۰۵ / ۰ میلیمتر (برای حفظ تلاطم جریان، تقریبا در حدود ۴ تا ۷ ft/sec است.

حدود حداقل سرعت لازم برای دوغاب هایی با ذرات بزرگ تر (بالای ۱۵۰ میکرون یا ۱۵ / ۰ میلیمتر) را می توان با استفاده از رابطه ۶- ۲۵بدست آورد.

که در آن:

Vmin = تخمینی از حداقل سرعت،  ft/sec

سرعت بحرانی ته نشینی و حداقل سرعت لازم برای وجود جریان متلاطم با بزرگ تر شدن قطر داخلی لوله، افزایش می یابند. رابطه موجود در معادله ۶- ۲۶ از معادله دارسی- ویزباخ منتج شده است (معادله ۶- ۱۰٫

اندیس های ۱ و ۲ مربوط به قطر دو لوله می شوند.

 

 

 

 

از معادله ۶- ۱۰ که معادله دارسی- ویزباخ است و معادلات ۶- ۱۸ و ۶- ۱۹ که معادلات هزن- ویلیامز هستند، می توان با در نظر گرفتن محدودیت های مقدار گرانروی در این معادلات، برای تعیین افت هِد فشار اصطکاکی جریان های تحت فشار انتقال دوغاب استفاده کرد. افت هِد فشار حاصل از تغییر ارتفاع با افزایش وزن مخصوص مخلوط دوغاب، افزایش می یابد.

از معادلات جریان مخصوص لوله های صاف می توان برای تخمین جریان گازهای تراکم پذیر درون لوله های پلی اتیلن استفاده کرد.