On pressure drop in particle-laden horizontal channel flow

Abstract

El presente estudio analiza la pérdida de presión en el flujo gas-sólido que se desarrolla en un canal horizontal de sección rectangular desde los puntos de vista experimental y numérico. Tanto los experimentos como los cálculos se han llevado a cabo para partículas esféricas de diferentes tamaños y para varias fracciones masicas. Además, se estudia el efecto de la rugosidad de las paredes, fabricadas en acero inoxidable, en el flujo. En todos los experimentos, el flujo volumétrico de aire se mantuvo constante con el fin de proporcionar una velocidad media promedio de 20 m/s. Como resultado, la caída de presión en el canal se encuentra fuertemente influenciada por la rugosidad de la pared. Mayor rugosidad implica mayor pérdida de presión debido al incremento de la frecuencia de las colisiones partícula-pared ya que se extrae momento lineal del fluido a través del acoplo de dos vías

The present study analyses the pressure drop in a particle-laden six meters long horizontal channel, with rectangular cross-section from both, experimental and numerical perspectives. Experiments and calculations are carried out for different spherical particles and mass loadings. Additionally, stainless steel walls with different wall roughness are studied. In all experiments the air volume flow is constant in order to maintain a fixed gas average velocity of 20 m/s. As a result, the pressure drop in the channel is strongly influenced by the wall roughness. Higher wall roughness implies higher pressure drop because of the increase in wall collision frequency, whereby momentum is extracted from the fluid due to twoway coupling