水平管道中静止条件下的颗粒悬浮沉降
流体动力学
2026-05-05 v1 软凝聚态物质
摘要
水平管道中颗粒悬浮液的沉降可能导致固体床的形成、增长和稳固，这会严重阻碍管道性能。由于静止流条件经常出现在工业过程中，关键操作问题是：沉降 proceeding at what rate and extent，以及从常规的悬浮液表征方法中能否预测沉降动力学？我们通过批处理沉降测试对含 Kaolin 的水悬浮液的沉降特性进行表征，并将 1D 沉降理论的预测与在水平定向圆管中的实验进行比较。我们表明，颗粒沉降可以被准确预测，这表明所估计的沉降特性是代表性的材料特性，且重力流动的瞬态效应（如重力流）并不显著。相反，我们发现沉积的稳固性没有被 1D 理论所预测，这表明应力状态并非 1D，可能涉及来自管壁的贡献。这一静止圆管结果为在更一般（层流和湍流）流动条件下预测管道沉降提供了方法论基础。
引用
@article{arxiv.2506.04443,
title = {Sedimentation of particulate suspensions under stagnant conditions in horizontal pipes},
author = {Tanmoy Das and Daniel Lester and Anthony Stickland and Nicky Eshtiaghi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.04443},
year = {2026}
}
备注
33 pages, 8 figures