Transport of Solids by Gas-liquid Upward Flow in Vertical Pipes

Abstract

水の中に球形の固体粒子を浮遊させて垂直管の下方から送り込み, それに空気を吹き込んで固液気の垂直上昇3相流としてその流動特性について検討した.使用した円管は直径18.3および30.3mm, 長さ5.5m, 混入した粒子は箭分けして粒径をそろえた直径0.13, 0.35,050および0.97mmの4種のガラス粒子および直径0.47mm, 比重1.3のイオン交換樹脂球である.また測定はスラリー空塔速度0～2m/s, ガス空塔速度0～0.25m/s, ボイド率0～0.4, 吐出粒子濃度 (スラリー中の) 0～0.1の範囲で行われた.実験の結果, 1) 管内のボイド率は2相流についてのHughmarkの式が適用できること, ただし式の中で液の空塔速度をスラリー空塔速度にまた液の比重をスラリーの平均密度に置きかえる.2) 管内粒子濃度については2相流についての大橋らの実験式が用いられる.ただし大橋らの式の中でスラリー速度をスラリー空塔速度に置きかえる.3) 圧力損失については環状分離流モデルによる計算値はオーダー的には実測値と合うものの多少ばらつきがみられる.また計算は面倒でありこれをより簡単に推算するには2相流についてのLockhart-Martinelli法が適用できる, ただしLockhart-Martinelliのパラメータの中で液空塔速度で水が流れるとして求める圧力損失の代わりにスラリー空塔速度でスラリーが管内を流れるとして算定される圧力損失を用いる, などのことが明らかとなった.