Статья посвящена оценке влияния средней скорости и общей концентрации на соотношение снижения давления и средней скорости потока и распределение локальной концентрации частиц. Экспериментальные исследования проводились на замкнутом трубопроводе с внутренним диаметром труб D = 100 мм, состоящим из горизонтальных, наклонных и вертикальных участков труб из гладкой нержавеющей стали. Снижение давления на трение в горизонтальной трубе было существенно выше, чем в вертикальной из-за того, что контактная нагрузка стратифицированного потока приводила к значительной потере энергии. Снижение давления на трение смеси крупных частиц в вертикальной трубе увеличивалось с увеличением концентрации и скорости потока, что подтверждает влияние внутреннего трения, столкновений частиц друг с другом и торможения потока из-за проскальзывания смеси воды и частиц. Было установлено, что для стратифицированной смеси воды и крупных частиц наклон труб не оказывал существенного влияния на снижение давления, особенно при низких значениях концентрации. Влияние наклона трубы уменьшалось с увеличением скорости смеси в восходящей трубе, максимальное значение достигалось при наклоне от 20 до 40°. В наклонной трубе максимум снижения давления достигался по мере уменьшения скорости потока. В нисходящей трубе фрикционное снижение давления постепенно уменьшалось по мере увеличения угла наклона. Влияние наклона на снижение давления можно практически не учитывать, особенно при низкой концентрации и высокой скорости потока. Исследование показало, что смесь воды и крупных частиц в горизонтальной и наклонной трубе существенно стратифицируется. Частицы преимущественно находятся в слое рядом с нижней частью трубы. Однако при высокой и средней скорости потока частицы передвигаются к центральной части поперечного сечения трубы, а при транспортировке частиц основным способом перемещения становилась их сальтация [1].

The present paper is focused on evaluation of the effect of average mixture velocity and overall concentration on the pressure drop versus the slurry average velocity relationship, on slurry flow behaviour and local concentration distribution. The experimental investigation was carried out on the pipe loop of inner diameter D =100 mm, which consists of smooth stainless steel pipes and horizontal, inclinable and vertical pipe sections. The frictional pressure drop in the horizontal pipe section were significantly higher than that in the vertical pipe due to the fact, that for stratified flow the contact load produced significant energy losses. The frictional pressure drop of coarse particles mixtures in vertical pipe increased with the increasing mixture concentration and velocity, what confirmed effect of inner friction, inter-particles collision, and the drag due to particle-liquid slip. It was found that for stratified coarse particles-water mixture the frictional pressure drop was not significantly influenced by the pipe inclination, especially for low concentration values. The effect of pipe inclination decreased with increasing mixture velocity in ascending pipe section; the maximum value was reached for inclination between 20 and 40 degrees. Inclination of pressure drop maximum increased with decreasing mixture velocity. In descending pipe section the frictional pressure drop gradually decreased with increasing pipe inclination. The effect of inclination on frictional pressure drops could be practically neglected, especially for low mixture concentration and higher flow velocities. The study revealed that the coarse particle-water mixtures in the horizontal and inclined pipe sections were significantly stratified. The particles moved principally in a layer close to the pipe invert. However, for higher and moderate flow velocities the particles moved also in the central part of the pipe cross-section, and particle saltation [1] was found to be dominant mode of particle conveying.