Korel-korrel interacties

Korel-korrel interacties

Klomp, W.H.G.

Bakker, W.T. (mentor)
Havinga, H.R. (mentor)
Fontijn, H.L. (mentor)
Bijker, E.W. (mentor)

Civil Engineering and Geosciences

Hydraulic Engineering

1990-01-01

Weinig is bekend omtrent de interacties tussen korrels en vloeistof in een hoog-geconcentreerd zand-watermengsel, zoals dat in een slurry-stroom (zandsluitingen en zettingsvloeiingen) of bij sheetflow (bij zandtransport door golven aan de kust) optreedt. In dit rapport worden de resultaten gepresenteerd van experimenten, waarin deze interacties in een model op schaal 100 : 1 zijn gereproduceerd. De zandkorrels werden geschematiseerd tot polyoxymethyl bollen; teneinde de viscositeit op schaal te representeren werd het water vervangen door een medicinale olie. Enerzijds werden de schuif- en normaalspanningen in het korrelmassief gemeten, anderzijds werden visuele waarnemingen verricht aangaande de korrelbewegingen. Bij concentraties lager dan 30% gaven de metingen in de korrelcarrousel een verhoging van de schuifspanning in het mengsel te zien (vergeleken met de schuifspanningen in een vloeistofstroming), zoals wordt voorspeld door de theorie van Bagnold. Bij concentraties boven de 30% is echter een extra verhoging van de schuifspanning in het mengsel gemeten, die sterk afhankelijk is van de concentratie van het mengsel. Een verhoging van de normaalspanning in het mengsel wordt bij een concentratie kleiner dan 30% niet gemeten. Indien de concentratie groter wordt dan 30%, wordt wel een verhoging van de normaalspanning in het mengsel gemeten. Deze normaalspanning is echter orden groter dan de theorie van Bagnold voorspelt en sterk afhankelijk van de concentratie. Wat betreft de visuele waarnemingen werd gevonden, dat in een hoog-geconcentreerd mengsel de korrelfractie zich in lagen beweegt. Uit proeven blijkt, dat een hogere concentratie in het mengsel een stabieler laagstructuur tot gevolg heeft. Indien zich tussen de beide ringen slechts weinig kogels bevinden (minder dan een laagdikte), werd een 'centrerend vermogen van een Couette-stroming' waargenomen. Indien de kogels in het mengsel elkaar niet hinderen in hun afzonderlijke bewegingen, dan zullen de kogels in een centrale positie tussen beide ringen gaan bewegen. De omwentelingssnelheid van een kogel komt dan overeen met de halve ringsnelheid.

sand-water mixture
slurry transport
hydraulic transport
pipeline

http://resolver.tudelft.nl/uuid:8ed11352-d715-4ff1-aecd-f54fa468edf7

Student theses

master thesis

(c) 1990 Klomp, W.H.G.